[發(fā)明專利]一種基于+2價(jià)金屬M(fèi)IL-53微孔材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810720232.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN109293930A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉丹;張新民;王嚴(yán)杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類號(hào): C08G83/00
• 分類號(hào): C08G83/00;B01D53/02;B01J20/22;C02F1/28
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

本發(fā)明涉及一種基于+2價(jià)金屬M(fèi)IL?53微孔材料及其制備方法和應(yīng)用，所述微孔材料的化學(xué)組成為：[Mn₂(BDC)₂(bpdo)·(DMF)₂]∞，式中，BDC為對(duì)苯二甲酸，bpdo為4,4’?聯(lián)吡啶氮氧化物，DMF為N,N’?二甲基甲酰胺。上述微孔材料的制備方法如下：S1：將Mn(NO₃)₂溶液、對(duì)苯二甲酸H₂BDC、bpdo混合攪拌溶于溶劑中，然后于密閉環(huán)境中在120～150℃條件下加熱反應(yīng)10～12 h，冷卻、過(guò)濾、干燥；S2：將S1所得反應(yīng)產(chǎn)物在真空條件下，于150～160℃的油浴溫度加熱6～8 h即得所述基于+2價(jià)金屬M(fèi)IL?53微孔材料。本發(fā)明提供的微孔材料適用于吸附環(huán)境中如水和空氣中微量或痕量的BTEX殘余物，本發(fā)明提供的制備方法步驟簡(jiǎn)單，原料成本低廉，可重復(fù)性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)批量制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微孔材料領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于+2價(jià)金屬M(fèi)IL-53微孔材料及其制備方法。

背景技術(shù)

苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙苯(ethylbenzene, EB)以及二甲苯(xylene)的三種異構(gòu)體(包括鄰位ortho-xylene, OX；間位meta-xylene, MX和對(duì)位para-xylene，PX)統(tǒng)稱為BTEX。BTEX是石油中最常見的幾種芳香族化合物，它們構(gòu)成了原油和石油產(chǎn)品中溶解性最強(qiáng)、流動(dòng)性最高的部分。它們?cè)谑椭械臐舛葲Q定了石油的密度、粘度、閃點(diǎn)、分散性、乳化穩(wěn)定性、溶解性等物理化學(xué)性質(zhì)。在BTEX中，苯是石油化工基本原料之一，以苯為原料的化工產(chǎn)品主要有苯乙烯、環(huán)己烷、苯酚、氯化苯、硝基苯、烷基苯、順酐等，因此在合成橡膠、合成樹脂、合成纖維、醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥和染料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。苯的生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。苯的生產(chǎn)方法主要有六種，包括催化重整、裂解汽油、甲苯歧化、甲苯加氫脫烷基化、或從焦碳爐輕油和煤焦油中提取。目前全球苯的年消費(fèi)量已超過(guò)5000萬(wàn)噸，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)苯的年消費(fèi)量占全球的比重已超過(guò)10％。甲苯、乙苯和二甲苯也主要從原油的石油化工過(guò)程中制造。甲苯與苯的性質(zhì)相似，但活性更高，易于發(fā)生氯化、硝化和磺化等取代反應(yīng)，是染料工業(yè)的主要原料，同時(shí)也可作為涂料、橡膠等的溶劑，此外在煉油工業(yè)中甲苯是提高汽油辛烷值的摻合劑。乙苯是制作苯乙烯的原料，而苯乙烯是制作聚苯乙烯、丁苯橡膠的原料。二甲苯廣泛用作顏料、油漆等的稀釋劑，印刷、橡膠、皮革工業(yè)的溶劑，清潔劑和去油污劑，化學(xué)工廠和合成纖維工業(yè)的原材料和中間物質(zhì)，以及織物、紙張的涂料和浸漬料，同是也是航空燃料的一種成份。

由于BTEX的廣泛用途和它們自身的易揮發(fā)性，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用以及與石油相關(guān)的廢物處理過(guò)程中，BTEX會(huì)進(jìn)入空氣、土壤、沉積物和地下水中，造成空氣和水源的污染。這種污染有些是無(wú)法避免的，比如由于它們的高揮發(fā)性，在生產(chǎn)和使用過(guò)程中通過(guò)機(jī)械排風(fēng)和通風(fēng)設(shè)備排入大氣而造成污染；另外一些則屬于安全事故，例如近年來(lái)多起大型運(yùn)輸船舶在石油運(yùn)輸過(guò)程中的泄漏事故，造成大面積的海洋污染并導(dǎo)致受害地區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞；此外運(yùn)輸管道和儲(chǔ)存罐的破損以及化工廢料的不合適處理也會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。在BTEX的六種化合物中，苯被國(guó)際癌癥研究中心確認(rèn)為高毒致癌物質(zhì)，且苯中毒對(duì)人類的損害不可逆，接觸損害停止以后，損害還可能進(jìn)一步發(fā)展。急性苯中毒主要對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生麻醉作用，出現(xiàn)昏迷和肌肉抽搐；高濃度的苯對(duì)皮膚有刺激作用，慢性毒作用主要是苯及代謝產(chǎn)物酚類導(dǎo)致造血系統(tǒng)損害。甲苯、乙苯和二甲苯同樣對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用、對(duì)呼吸道和皮膚產(chǎn)生刺激作用，但毒性比苯低。BTEX的中毒主要是經(jīng)呼吸道吸入蒸氣或皮膚接觸而引起的中毒，利用吸附的方法降低或去除空氣中的BTEX蒸氣是一個(gè)有效的途徑。

常用的吸附劑是活性碳和粘土，對(duì)于化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的蒸氣則可以通過(guò)活性碳床吸附或者燃燒待排放氣體以降低BTEX的排放量。傳統(tǒng)的吸附劑如活性碳、粘土等對(duì)BTEX蒸氣的吸附主要基于吸附劑的高比表面積，通過(guò)化學(xué)改性的方法可以進(jìn)一步提高它們的吸附性能。但由于吸附是以物理吸附的方式進(jìn)行的，吸附劑和被吸附的物質(zhì)之間的結(jié)合力較弱（范德華力或者靜電吸引力）、吸附的選擇性較差。