[發(fā)明專利]一種使用中性模板劑常溫合成片層中微雙孔HKUST-1材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710378541.1
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107266703B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 奚紅霞;段崇雄;張航;李非兒;張趣婷
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08G83/00;C08L87/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發(fā)明公開了一種使用中性模板劑常溫合成片層中微雙孔HKUST?1材料的方法。該方法包括如下步驟：一、將ZnO溶于水和N,N?二甲基甲酰胺的混合溶液中，超聲；二、將三水合硝酸銅溶于水中并充分攪拌至澄清；三、將步驟一和步驟二中的溶液混合，攪拌；四、將均苯三甲酸和模板劑十六烷基溴溶于乙醇中攪拌；五、將步驟三和步驟四中的溶液混合，攪拌；六、將所得產(chǎn)物抽濾、干燥，得到中微雙孔HKUST?1材料。本發(fā)明通過加入十六烷基溴作為模板劑，不僅操作簡便，條件溫和，同時也縮短了合成時間。產(chǎn)物呈現(xiàn)出片層結(jié)構(gòu)，具有豐富的孔道，同時具有微孔、介孔兩種孔道，不僅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在大分子的吸附和催化方面也有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多級孔金屬有機骨架的快速制備領(lǐng)域，具體涉及一種使用中性模板劑常溫合成片層中微雙孔HKUST-1材料的方法。

背景技術(shù)

金屬有機骨架(MOFs)指通過金屬離子或金屬簇和有機配體配位自組裝形成的多孔晶體材料。其高比表面積、高孔隙率和可調(diào)的孔道尺寸，使得MOFs材料在氣體儲存、吸附分離、非均相催化、藥物遞送以及化學(xué)傳感器方面都有很好的應(yīng)用前景。但大部分被報道的MOFs都只具有微孔結(jié)構(gòu)，使它的應(yīng)用局限于小分子的分離與反應(yīng)，同時狹窄的通道也限制了擴散和質(zhì)量傳遞的速率。因此，合成同時具有介孔結(jié)構(gòu)和微孔結(jié)構(gòu)的多級孔MOFs具有重大的意義。一方面，材料具有較大的介孔孔道，在大分子的吸附和催化方面能夠滿足需求。另一方面，材料中的微孔結(jié)構(gòu)保證了高的比表面積和材料的穩(wěn)定性。

1999年香港科技大學(xué)的Williams[Chui S Y,Lo S M,Charmant J P,et al.Achemically functionalizable nanoporous material[Cu₃(TMA)₂(H₂O)₃]_n[J].Science,1999,283(5405):1148-1150.]首次使用均苯三甲酸和硝酸銅反應(yīng)，合成了除掉孔道內(nèi)客體分子后還能保持骨架穩(wěn)定[Cu₃(BTC)₂·(H₂O)₃]_n(HKUST-1)，材料有著大的比表面積，孔徑在1nm左右，是一種典型的微孔材料。過小的孔道一方面不利于小分子的快速擴散與傳輸，使其吸附或反應(yīng)速率低下，另一方面使得大分子難以進入孔道內(nèi)部或者在孔道內(nèi)部生成的大分子無法擴散出去，限制了MOFs材料在許多有大分子(例如催化劑分子、大尺寸的藥物分子等)參與的反應(yīng)中的應(yīng)用，這極大地阻礙了MOFs材料的實際應(yīng)用。