[發(fā)明專利]一種金屬有機(jī)框架材料、其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710846336.3
• 申請(qǐng)日: 2017-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN109517184B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卜顯和;李娜;常澤;何偉偉;鐘明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G83/00
• 分類號(hào): C08G83/00;B01D53/02;B01J20/22
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種如式(I)所示的金屬有機(jī)框架材料；其中，TZIA^3?為5?四唑基?間苯二甲酸三價(jià)陰離子；DMA為二甲胺陽(yáng)離子；本申請(qǐng)還提供了所述金屬有機(jī)框架材料的制備方法，其是以5?(1氫?四唑?5?基)間苯二甲酸(H₃TZIA)為主配體，金屬鉀離子K⁺和鈷離子Co²⁺為金屬源，N,N?二甲基甲酰胺和有機(jī)溶劑的混合液為反應(yīng)介質(zhì)，采用溶劑熱法，合成了具有納米管孔道結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)框架材料。本申請(qǐng)?zhí)峁┑慕饘儆袡C(jī)框架材料可用于氣體的捕獲或分離，且效果較好；[Co₃K₂(TZIA)₃]·(DMA)₁·(H₂O)₃(I)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬有機(jī)框架材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬有機(jī)框架材料、其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)是由有機(jī)配體和金屬離子或團(tuán)簇通過配位鍵自組裝形成的具有分子內(nèi)孔隙的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料，其一般以金屬離子為連接點(diǎn)，有機(jī)配體為支撐構(gòu)成空間3D延伸，是沸石和碳納米管之外的又一類重要的新型多孔材料。

MOFs由于其可調(diào)的結(jié)構(gòu)使其在催化、吸附分離與識(shí)別等領(lǐng)域均具有較好的應(yīng)用。近年來(lái)，大量的MOFs材料作為吸附劑用于氣體的儲(chǔ)存和分離。

為了提高M(jìn)OFs材料的氣體捕獲能力，框架和氣體的作用力應(yīng)該被提高。到目前為止，一些策略已經(jīng)用于提高M(jìn)OFs吸附劑的吸附、分離能力，例如，引入不飽和的過渡金屬位點(diǎn)和不飽和非金屬位點(diǎn)、配體的功能化、改變框架的孔尺寸和孔結(jié)構(gòu)等方法。目前，現(xiàn)有技術(shù)公開了一種利用堿金屬構(gòu)筑的MOFs材料，但是這些材料擁有較小空孔結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差，對(duì)于氣體吸附、分離性質(zhì)有所限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種金屬有機(jī)框架材料，本申請(qǐng)?zhí)峁┑慕饘儆袡C(jī)框架材料用于氣體分離或氣體捕獲具有較好的效果。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N具有式(I)所示的金屬有機(jī)框架材料；

[Co₃K₂(TZIA)₃]·(DMA)₁·(H₂O)₃ (I)；

其中，TZIA^3-為5-四唑基-間苯二甲酸三價(jià)陰離子；

DMA為二甲胺陽(yáng)離子。

優(yōu)選的，所述金屬有機(jī)框架材料為六方晶系，P6₃/m空間群，晶胞參數(shù)分別為：α＝γ＝90°，β＝120°。

優(yōu)選的，所述c軸方向上的一維孔道的大小為

本申請(qǐng)還提供了所述的金屬有機(jī)框架材料的制備方法，包括：

將5-(1氫-四唑-5-基)間苯二甲酸、鉀源和鈷源在N，N-二甲基甲酰胺和有機(jī)溶劑的混合液中進(jìn)行恒溫溶劑熱反應(yīng)，得到金屬有機(jī)框架材料。

優(yōu)選的，所述鉀源為二水合氟化鉀，所述鈷源為六水合氯化鈷。

優(yōu)選的，所述5-(1氫-四唑-5-基)間苯二甲酸、二水合氟化鉀和六水合氯化鈷的摩爾比為2:(1～10):2。

優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑為乙腈，所述乙腈與所述N，N-二甲基甲酰胺的體積比為1：(1～4)，所述乙腈與所述N，N-二甲基甲酰胺的總量與所述5-(1氫-四唑-5-基)間苯二甲酸的比例為9.0ml：0.1毫摩爾。

優(yōu)選的，所述金屬有機(jī)框架材料的具體為：

將5-(1氫-四唑-5-基)間苯二甲酸、鉀源和鈷源置于裝有有機(jī)溶劑與N，N-二甲基甲酰胺的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中；