[發(fā)明專利]一種提高納米顆粒@MOFs材料催化效率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810186908.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN108404987B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍峰蔚;張所瀛;孟凡辰;謝瑞杰;張偉娜;房傳真;張文壘;張濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J31/22
• 分類號(hào): B01J31/22;C07C5/03;C07C9/15;C07C13/26
• 代理公司: 南通鼎點(diǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32442
• 代理人: 施榮華

本發(fā)明公開了一種提高納米顆粒@MOFs材料催化效率的方法，包括以下步驟：將納米顆粒通過(guò)有機(jī)分子化合物在分散液中分散，再將分散后的溶液加入到MOFs材料的合成溶液中，反應(yīng)得到納米顆粒@MOFs材料，經(jīng)洗滌烘干后再進(jìn)行熱處理。該提高納米顆粒@MOFs材料催化效率的方法，是利用復(fù)合催化劑富含缺陷位的特點(diǎn)，通過(guò)熱處理的手段使缺陷位分解，從而構(gòu)建納米顆粒@MOFs材料的多級(jí)結(jié)構(gòu)的方法，提高催化劑的催化效率。該方法不僅大幅提升了納米顆粒@MOFs材料的催化效率，相比其它的方法，該方法簡(jiǎn)單、易操作且具有普適應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及MOFs復(fù)合材料和催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及可穿戴設(shè)備用于健康監(jiān)測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高納米顆粒@MOFs材料催化效率的方法。

背景技術(shù)

金屬有機(jī)骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是由金屬離子和有機(jī)配體通過(guò)配位自組裝所形成的具有周期性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多孔材料。由于其高比表面積、高孔隙率、結(jié)構(gòu)可調(diào)、結(jié)構(gòu)彈性等特征，被廣泛應(yīng)用于氣體分離、存儲(chǔ)、催化、傳感等領(lǐng)域。同時(shí)，作為優(yōu)異的催化劑載體，通過(guò)負(fù)載、封裝等形式制備的納米顆粒/MOFs的復(fù)合催化劑由于具備高穩(wěn)定性和高選擇性，近年來(lái)引起了廣泛的關(guān)注，尤其是納米顆粒@MOFs復(fù)合催化材料，由于MOFs材料的可設(shè)計(jì)性，通過(guò)MOFs材料孔道結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)物、產(chǎn)物等的專一選擇性，實(shí)現(xiàn)了人工酶的催化效果。如Huo等人通過(guò)原位封裝的手段實(shí)現(xiàn)了ZIF-8包覆各種納米顆粒材料的制備，利用ZIF-8對(duì)反應(yīng)物的選擇性，實(shí)現(xiàn)了正己烯的高選擇性催化(Nature chemistry,2012,4,310-316)。Tang等人通過(guò)二次生長(zhǎng)的方法實(shí)現(xiàn)了MIL-101@pt@MIL-101材料的制備，利用MOFs材料對(duì)反應(yīng)物位置的選擇性，實(shí)現(xiàn)了C＝O高效選擇性加氫(Nature,2016,539,76-80)。

雖然納米顆粒@MOFs材料具備了優(yōu)異的催化選擇性，但由于MOFs材料自身的納米受限結(jié)構(gòu)，造成反應(yīng)物往往很難擴(kuò)散到孔道內(nèi)部接觸反應(yīng)活性位，造成反應(yīng)效率低、催化轉(zhuǎn)化率低等問題。針對(duì)該問題，目前研究者們往往通過(guò)兩種策略來(lái)提高納米顆粒@MOFs的催化效率：1、通過(guò)縮短反應(yīng)物的擴(kuò)散距離，如減小MOFs材料的顆粒尺寸等。2、利用模板、刻蝕等方法構(gòu)建MOFs材料的多級(jí)結(jié)構(gòu)，通過(guò)提高孔的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)“大孔擴(kuò)散、小孔分離”的目標(biāo)。但這些方法往往過(guò)程復(fù)雜、成本高昂、而且使用范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高納米顆粒@MOFs材料催化效率的方法，解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的一個(gè)或者多個(gè)。

一種提高納米顆粒@MOFs材料催化效率的方法，包括以下步驟：將納米顆粒通過(guò)有機(jī)分子化合物在分散液中分散，再將分散后的溶液加入到MOFs材料的合成溶液中，反應(yīng)得到納米顆粒@MOFs材料，經(jīng)洗滌、烘干后再進(jìn)行熱處理。

其中，MOFs材料為金屬離子與有機(jī)配體通過(guò)配位自組裝所形成的具有周期性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多孔材料。優(yōu)選的，MOFs材料為UiO-66、UiO-66-NH₂或ZIF-8。具體的，UiO-66參見文獻(xiàn)(doi:10.1002/chem.200903526)，

UiO-66-NH₂參見文獻(xiàn)(doi:10.1002/chem.200903526)，

ZIF-8為沸石咪唑類骨架材料，參見文獻(xiàn)(doi：10.1073/pnas.0602439103)。

其中，MOFs材料的合成溶液為用于合成MOFs材料的溶液。具體的，UiO-66的合成溶液氯化鋯的DMF溶液和對(duì)苯二甲酸的甲醇溶液；UiO-66-NH₂的合成溶液為四氯化鋯和2-氨基對(duì)苯二甲酸溶在DMF溶液中分散均勻；ZIF-8的合成溶液為2-甲基咪唑的甲醇溶液和六水合硝酸鋅的甲醇溶液。

在一些實(shí)施方式中，納米顆粒為金屬納米顆?；蚪饘倩衔锛{米顆粒。