[發(fā)明專利]一種堿性N調(diào)控碳化金屬有機(jī)骨架材料中金屬價(jià)態(tài)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711223126.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN107876093B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙禎霞;孫曉丹;胡鵬;周凱彬;趙鐘興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J31/22
• 分類號(hào): B01J31/22;B01J23/72;B01J27/24;B01J37/34;B01J37/06;B01J37/08;B01J35/10
• 代理公司: 南寧啟創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 謝美萱

1.一種堿性N調(diào)控碳化金屬有機(jī)骨架材料中金屬價(jià)態(tài)的方法，其特征在于：該方法通過堿性N基與金屬位點(diǎn)的配位調(diào)控碳化后MOFs中一價(jià)Cu的含量，具體是通過控制堿性氮源的堿度系數(shù)pKb，來實(shí)現(xiàn)對(duì)碳化后的MOF材料中金屬Cu(I)含量的調(diào)控，最終得到以Cu/CuO_x/C，x<1組分為主的CN-MOF催化劑，該催化劑中一價(jià)銅含量在0.1~11.26 %之間調(diào)控；具體包括如下步驟，

（1）堿性N修飾的金屬有機(jī)骨架材料的制備：首先將5~10 wt.%堿性氮源加入到醋酸銅溶液中攪拌，隨后在超聲波下輻射反應(yīng)0.5~1 h，之后將均苯三酸溶液緩慢加入其中，持續(xù)攪拌1~3 h，得到堿性氮修飾的金屬有機(jī)骨架材料；隨后將其浸泡在乙醇溶液中進(jìn)行清洗與活化，過濾后進(jìn)行真空干燥，所得到的材料稱為前驅(qū)體材料，記為N-MOF；所述堿性氮源為多巴胺、二甲基咪唑或三聚氰胺；所述堿性氮源的堿度系數(shù)pKb為3~9；

（2）前驅(qū)體材料N-MOF的高溫碳化：將充分干燥的N-MOF放置于管式爐中，在惰性氣體的保護(hù)下，在高溫600~800 °C下保持4~6 h，煅燒后得到以Cu/CuO_x/C，x<1組分為主的催化劑，記為CN-MOF。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性N調(diào)控碳化金屬有機(jī)骨架材料中金屬價(jià)態(tài)的方法，其特征在于：所述超聲波的頻率為20~40kHz，功率為500~1000 W，超聲時(shí)間是0.5~1 h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性N調(diào)控碳化金屬有機(jī)骨架材料中金屬價(jià)態(tài)的方法，其特征在于：所述步驟（1）中加入的醋酸銅與均苯三酸的質(zhì)量比是1:1.16~5.78。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性N調(diào)控碳化金屬有機(jī)骨架材料中金屬價(jià)態(tài)的方法，其特征在于：所述步驟（1）的堿性氮源加入到醋酸銅溶液中，先在1000~1500r/min下攪拌0.5 ~1h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性N調(diào)控碳化金屬有機(jī)骨架材料中金屬價(jià)態(tài)的方法，其特征在于：所述步驟（1）中真空干燥的真空度<100 Pa，溫度為100~120 °C。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性N調(diào)控碳化金屬有機(jī)骨架材料中金屬價(jià)態(tài)的方法，其特征在于：所述步驟（2）中管式爐采用程序控溫，具體控溫過程：

(a) 升溫過程：以5~10 °C/min的升溫速率從室溫升至600-800 oC；

(b) 恒溫過程：置于600 -800 oC保持4~6 h；

(c) 降溫過程：恒溫過程結(jié)束后以1~3 °C/min慢慢降至室溫，之后再將材料取出封裝。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性N調(diào)控碳化金屬有機(jī)骨架材料中金屬價(jià)態(tài)的方法，其特征在于：所述步驟（2）中管式爐中氮?dú)獾牧魉偈?0~100 mL/min。