[發(fā)明專利]一種可吸附易揮發(fā)性氣體的銅基框架材料及制備方法

有效

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• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109400892B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 唐群;韋文廠;楊琰莉;程澤;胡嘉議;鄒志明;張淑芬;梁福沛
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
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本發(fā)明公開了一種可吸附易揮發(fā)性氣體的銅基框架材料及制備方法。銅基框架材料的化學式為{[Cu(H₂O)(C₆H₄O₄S)]·DMF}_n，分子式為：C₉H₁₁CuO₆NS，分子量為：325.12。將2,5?噻吩二羧酸的水溶液與CuCl₂·2H₂O的DMF溶液混合，攪拌后，置于85℃烘箱恒溫五天，降溫，得{[Cu(H₂O)(C₆H₄O₄S)]·DMF}_n。該銅基框架材料去溶劑化后，孔徑尺寸為同時暴露出金屬活性位點及未配位的羧酸基團，易揮發(fā)性氣體吸附測試證實該銅基框架材料在氣體吸附應用方面的應用前景。本發(fā)明工藝簡單、成本低廉、化學組分易于控制、重復性好且產(chǎn)率高。

技術領域

本發(fā)明屬于配位聚合物材料制備技術領域，特別涉及一種吸附易揮發(fā)性氣體的基于噻吩環(huán)配體銅框架材料{[Cu(H₂O)(C₆H₄O₄S)]·DMF}_n(C₆H₄O₄S＝2,5-噻吩二甲酸；DMF＝N,N-二甲基甲酰胺)及制備方法。

背景技術

揮發(fā)性有機物(VOCs)已對生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生了嚴重的危害，對揮發(fā)性有機物的處理是當前環(huán)境保護的研究熱點問題之一。在對處理VOCs的諸多方法中，吸附技術是較成熟有效的方法之一。金屬有機框架(MOFs)材料因其獨特的結構特征在氣體吸附方面特別是對VOCs的吸附方面日益受到研究者們的廣泛關注。此項技術在室溫常壓下相對于傳統(tǒng)的沸石分子篩等吸附材料對VOCs的吸附速率快，吸附容量大，在氣體相對壓力較低時吸附能力仍然較好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可吸附易揮發(fā)性氣體的噻吩環(huán)配體銅基框架材料及制備方法。

本發(fā)明的思路：利用CuCl₂·2H₂O和2,5-噻吩二羧酸通過水熱法獲得噻吩環(huán)配體銅基框架材料。

本發(fā)明涉及的可吸附易揮發(fā)性氣體的噻吩環(huán)配體銅基框架材料化學式為{[Cu(H₂O)(C₆H₄O₄S)]·DMF}_n(C₆H₄O₄S＝2,5-噻吩二甲酸；DMF＝N,N-二甲基甲酰胺)，屬于單斜晶系，P2₁/n空間群。在該銅基框架材料的不對稱結構單元中，包含了一個獨立的Cu²⁺中心、一個2,5-噻吩二羧酸配體、一個配位水分子，以及一個客體DMF分子。Cu²⁺中心存在兩種配位環(huán)境。Cu1的六配位環(huán)境：六個配位氧原子分別來自于四個2,5-噻吩二羧酸分子(2,5-噻吩二羧酸分子均以單齒橋聯(lián)的形式與Cu²⁺進行配位)和兩個配位水分子的氧原子；Cu2的六配位環(huán)境：四個配位氧原子來自于兩個2,5-噻吩二羧酸分子(每個2,5-噻吩二羧酸分子均以單齒橋聯(lián)的形式與Cu²⁺配位)和兩個配位氧原子則是來自兩個配位水分子。Cu－O的鍵長范圍為這是結構中最長的軸位；O－Cu－O鍵角范圍為88.67-180°；Cu1和Cu2之間的距離為晶體結構數(shù)據(jù)見表一，部分鍵長鍵角見表二。

表一：{[Cu(H₂O)(C₆H₄O₄S)]·DMF}_n的晶體參數(shù)