[發明專利]一種鋁基金屬有機骨架@γ-氧化鋁復合材料及其制備和應用

有效

• 申請號: 201810941906.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN108940217B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 程建華;武士川;周心惠;余林玲
• 申請（專利權）人: 華南協同創新研究院
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/08;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛東

本發明屬于材料科學和室內空氣污染治理領域，公開了一種鋁基金屬有機骨架@γ?Al₂O₃復合材料及其制備方法和應用。該方法包括以下步驟：(1)將有機配體和可溶性鋁鹽加入到溶劑中，攪拌使其溶解，得到反應基體溶液；(2)將@γ?Al₂O₃加入到步驟(1)的反應基體溶液中，充分攪拌，得到反應混合溶液，然后升溫反應，得到鋁基金屬有機骨架@γ?Al₂O₃復合材料初產物；(3)將步驟(2)得到的初產物進行洗滌，然后加熱活化得到復合材料終產物。該方法制備得到鋁基金屬有機骨架@γ?Al₂O₃復合材料粒徑可控，結構穩定，且單體MIL‐68(Al)粉末相比，該復合材料展現出新的晶型結構，對復合材料的總孔徑產生了積極的作用，從而強化了對室內VOCs的吸附性能。

技術領域

本發明屬于材料科學和室內空氣污染治理領域，特別涉及一種鋁基金屬有機骨架@γ-Al₂O₃復合材料及其制備和應用。

背景技術

隨著經濟迅速發展，人們居住與工作環境得到明顯改善，但室內環境中仍存在能釋放有害物質的建筑裝飾材料、辦公設備、化工產品和機電產品等。調查顯示，人們平均每天有90％的時間處于室內，室內空氣污染濃度水平通常是室外的2～100倍。因此人們在室內接觸到的有害物質的種類和數量明顯多于室外。另外，出于節約能源考慮，建筑物氣密性大大提高，由此帶來的室內空氣通風不足，導致人們身心健康受到了巨大的傷害。

目前處理室內VOCs污染的方法主要有催化降解和吸附。吸附法因其簡單高效是目前使用最為廣泛的處理方法。吸附法的核心在于吸附劑。目前常用的吸附劑包括活性炭、沸石、陶瓷、功能纖維和二氧化硅等等，但是這些吸附劑對VOCs的去除效果并不理想。因此，人們致力于開發新型高效的功能化吸附劑。

金屬有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks，MOFs)是通過有機橋聯配體和無機的金屬離子的配位構成的有序網絡結構。MOFs材料具有超高的比表面積，較低的晶體密度以及孔尺寸和功能可調性等優點，在吸附分離等領域展現出很好的潛在應用前景。但是MOFs材料均為粉末狀，在實際應用中易流失且不易回收，因此MOFs材料成型對其工業化應用具有重要意義。

MIL-68(Al)是MILs(Materials of the Institut Lavoisier)系列金屬有機骨架中的一種，其水熱穩定性好且制備過程簡單，同時具有三角和六角孔道，在氣體吸附分離方面展現出巨大的應用潛力。γ-Al₂O₃的表面羥基濃度是常見氧化物類固體中最高的，因此能夠為MOFs材料的結晶提供結晶位點，即MOFs材料能夠生長在γ-Al₂O₃的表面。

針對上述問題和原理分析，本發明制備出一類粒徑可控的金屬有機骨架@γ-Al₂O₃復合材料，同時該材料能實現對室內VOCs的高效去除。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種鋁基金屬有機骨架@γ-Al₂O₃復合材料的制備方法。

本發明另一目的在于提供上述方法制備的鋁基金屬有機骨架@γ-Al₂O₃復合材料。

本發明再一目的在于提供上述鋁基金屬有機骨架@γ-Al₂O₃復合材料在吸附去除室內VOCs中的應用，尤其是在去除室內甲醛和甲苯中的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種鋁基金屬有機骨架@γ-Al₂O₃復合材料的制備方法，其主要包括以下步驟：