[發(fā)明專利]一種紙狀梯度微纖復(fù)合金屬有機(jī)骨架材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810688165.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN108976431B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張會(huì)平;彭潔;鄢瑛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G83/00
• 分類號(hào): C08G83/00;B01J20/22
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

1.一種紙狀梯度微纖復(fù)合金屬有機(jī)骨架材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)紙狀燒結(jié)纖維載體的制備；

(2)紙狀燒結(jié)纖維載體的預(yù)處理：采用氨丙基三乙氧基硅烷預(yù)處理紙狀燒結(jié)纖維載體，獲得預(yù)處理的紙狀燒結(jié)纖維載體；

(3)MOFs晶體在步驟（2）的經(jīng)過預(yù)處理的紙狀燒結(jié)纖維載體表面生長與沉積；

(4)MOFs膜在經(jīng)過步驟（3）晶體沉積后的紙狀燒結(jié)纖維載體上生長；

步驟（3）中MOFs晶體在纖維載體表面生長與沉積具體是指以水為溶劑，金屬離子與有機(jī)配體在預(yù)處理的紙狀燒結(jié)纖維載體表面反應(yīng)，形成MOFs晶體；步驟（3）中所述金屬離子為Zn²⁺，有機(jī)配體為2-甲基咪唑；金屬離子與有機(jī)配體的摩爾比為1：（1~8），反應(yīng)的時(shí)間為5h~24h；

步驟（4）中所述MOFs膜具體制備步驟為：將表面形成有MOFs晶體的紙狀燒結(jié)纖維載體置于裝有2-甲基咪唑、ZnCl₂、甲酸鈉和溶劑的反應(yīng)釜中進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，獲得MOFs膜；溶劑為甲醇或N-N二甲基甲酰胺，溶劑熱反應(yīng)溫度為50-150℃，反應(yīng)的時(shí)間為2-24h；

步驟（4）的MOFs膜制備中，所述2-甲基咪唑：ZnCl₂：甲酸鈉的質(zhì)量比為(0.9~1):(1~1.2):(0.5~0.6)； ZnCl₂與溶劑的質(zhì)量體積比為（1~1.2）g：（70~90）mL；

步驟（2）中所述預(yù)處理的溫度為65~110℃，預(yù)處理的時(shí)間為2~24h；所述預(yù)處理在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，所述有機(jī)溶劑為乙醇或甲苯；所述氨丙基三乙氧基硅烷在有機(jī)溶劑中質(zhì)量濃度為1%~5%；

步驟（1）中所述紙狀燒結(jié)纖維載體的制備：

將膠粘劑與纖維加入水中攪拌形成均勻漿液，并將漿液抄片，制備成紙張式燒結(jié)纖維載體前驅(qū)體；將紙張式燒結(jié)纖維載體前驅(qū)體進(jìn)行干燥，將在保護(hù)性氛圍下于600~1400℃下燒結(jié)10~120分鐘，獲得具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的紙狀燒結(jié)纖維載體，纖維為陶瓷纖維、玻璃纖維或金屬纖維中一種以上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙狀梯度微纖復(fù)合金屬有機(jī)骨架材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）中MOFs晶體在纖維載體表面生長與沉積的具體步驟為：將有機(jī)配體溶于水，獲得有機(jī)配體溶液；將含有金屬離子的鹽溶于水，獲得金屬離子溶液；將預(yù)處理的紙狀燒結(jié)纖維載體浸泡于有機(jī)配體溶液中，然后滴入金屬離子溶液，反應(yīng)，紙狀燒結(jié)纖維載體的表面形成MOFs晶體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙狀梯度微纖復(fù)合金屬有機(jī)骨架材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）的紙狀燒結(jié)纖維載體的制備中，所述干燥的溫度為105~200℃；所述保護(hù)性氣氛為氮?dú)饣蚝猓?/p>

所述膠粘劑與纖維的質(zhì)量比為1：（1~3），所述膠粘劑為纖維素或熱固樹脂，所述金屬纖維為銅、鈷、鎳、鋅、銀、釩、鐵、不銹鋼或鎂中的任意一種或多種形成的合金纖維。

4.一種由權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述制備方法得到的紙狀梯度微纖復(fù)合金屬有機(jī)骨架材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述紙狀梯度微纖復(fù)合金屬有機(jī)骨架材料在吸附和/或催化領(lǐng)域中的應(yīng)用。