[發明專利]一種微孔金屬有機骨架材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201811058118.4
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109232226B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 江繼軍;邱千峰;陳成俠;韋張文;曹陳陳;王大為;王海平;范雅楠
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C07C51/41
• 分類號: C07C51/41;C07C63/333;C07F1/08;C08G83/00;B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

本發明公開了一種微孔金屬有機骨架材料及其制備方法與應用。所述微孔金屬有機骨架材料的分子式為Cu₃(C₃₂H₁₄F₁₂O₁₀)，屬于單斜晶系、P2₁/c空間群；其比表面積為600～700 m²/g，微孔孔容為0.20～0.30 cm³/g，微孔直徑為1.0～2.0 nm。本發明的微孔金屬有機骨架材料制備方法簡單、無毒安全，比表面積大，展現出優良的氣體吸附儲存效果；不但具有良好的結晶度，并且由于其配體上的官能團和特殊的銅鏈結構，使材料具有良好的熱穩定性、化學穩定性以及空氣和水穩定性，適用范圍廣；而且該材料可以在吸附氣體后進行脫附，并保持良好晶體結構，從而可以做到多次循環利用，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于雜化材料技術領域。更具體地，涉及一種微孔金屬有機骨架材料及其制備方法與應用。

背景技術

氟利昂系列氣體由于其具有沸點低，毒性小，化學穩定性好，常常被用于各種制冷劑、發泡劑、噴霧劑、溶劑和聚合物單體原料。由于人們生產生活對于氟利昂的大量使用，也引發或加劇了一些環境問題，比如臭氧空洞和溫室效應。研究表明氟利昂是一類重要的溫室氣體，并且也是形成臭氧空洞的主要元兇之一。因此，開發針對氟利昂的安全高效的吸附儲存材料能在一定程度上緩解此類環境問題。

金屬有機骨架材料（Metal-Organic Framework，簡稱MOF）是通過含氧或者氮等的多齒有機配體與金屬元素配位自主裝而形成的有特殊孔道結構的類沸石骨架材料。其具有高的比表面積，框架結構可設計，孔道尺寸可調節，孔道表面可修飾等特點。基于這些特點，MOF成為了某些領域的例如能源或溫室氣體的儲存和分離，多相催化，熒光檢測等的具有巨大前景的材料。

但是，現有常見的金屬有機骨架材料常常存在穩定性不佳、晶體合成條件較為苛刻、對特殊氣體吸附儲存效果不佳等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服上述現有金屬有機骨架材料的缺陷和不足，提供一種新型的單斜晶系微孔金屬有機骨架材料，具有相應的優良性能，其比表面積大，微孔吸附量大，展現出了優良的R22和R134a等氟利昂的吸附儲存效果；不但具有良好的結晶度，并且由于其配體上的官能團和特殊的銅鏈結構，使材料具有良好的熱穩定性，化學穩定性以及空氣和水穩定性，適用范圍廣。

本發明的目的是提供一種微孔金屬有機骨架材料。

本發明另一目的是提供所述微孔金屬有機骨架材料的制備方法。

本發明再一目的是提供所述微孔金屬有機骨架材料的應用。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

一種微孔金屬有機骨架材料，其分子式為Cu₃(C₃₂H₁₄F₁₂O₁₀)，其結構式如下式（I）所示：

。

該微孔金屬有機骨架材料屬于單斜晶系，P2₁/c空間群。

進一步優選地，所述微孔金屬有機骨架材料的比表面積為600～700 m²/g。

優選地，所述微孔金屬有機骨架材料的微孔孔容為0.20～0.30 cm³/g。

優選地，所述微孔金屬有機骨架材料的微孔直徑為1.0～2.0 nm。

另外，上述微孔金屬有機骨架材料的制備方法，是將原料A、原料B和反應溶劑混合后，超聲處理，再烘干、洗滌，得到產物；所述原料A為有機配體2, 2’-雙三氟甲基-4,4’-聯苯二羧酸，原料B為金屬銅鹽。