[發明專利]負載納米級銀單質的介孔鉻基金屬有機框架化合物中空微球殼及其制備方法

有效

• 申請號: 201911148522.5
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110841717B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 劉雪霆;朱洪程;吳晶晶
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J23/50;B01J35/08;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

1.負載納米級銀單質的介孔鉻基金屬有機框架化合物中空微球殼，其特征在于：所述負載納米級銀單質的介孔鉻基金屬有機框架化合物中空微球殼記為納米Ag@介孔Cr-MIL-101微球殼，是在氨基修飾的介孔Cr-MIL-101微球殼的表面和內部負載有納米Ag單質；所述納米Ag單質的粒徑不大于10nm；

所述負載納米級銀單質的介孔鉻基金屬有機框架化合物中空微球殼的制備方法為：首先合成具有羧基官能團的聚苯乙烯微球PS-COOH；然后以PS-COOH為模板，利用羧基對MOFs生長的配位誘導作用，在PS-COOH表面生長氨基取代的鉻基MOFs微球殼，記為Cr-MIL-101微球殼；再利用N,N-二甲基甲酰胺溶劑浸泡，洗出PS-COOH模板，同時使Cr-MIL-101微球殼上形成介孔結構，獲得介孔Cr-MIL-101微球殼；最后利用微球殼上的氨基和改性劑巰基羧酸反應，在微球殼上接枝巰基，再通過巰基結合銀離子并還原成銀單質，即獲得目標產物納米Ag@介孔Cr-MIL-101微球殼。

2.一種權利要求1所述負載納米級銀單質的介孔鉻基金屬有機框架化合物中空微球殼的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將乳化劑聚乙烯吡咯烷酮加入去離子水中，再加入pH調節劑碳酸氫銨；升溫至30~50℃，同時通入惰性氣體；通惰性氣體20~30min后，加入丙烯酸和苯乙烯單體的混合液；繼續升溫至70~80℃，加入引發劑過硫酸銨，在回流狀態下恒溫攪拌反應8~12h；反應完成后冷卻至室溫，所得懸浮液經離心、洗滌和烘干，即獲得具有羧基官能團的聚苯乙烯微球PS-COOH；

（2）將PS-COOH分散于去離子水中，再依次加入鉻源和氨基取代的配體，獲得濁液；將所得濁液倒入反應釜中，110~150℃反應10~12h；反應完成后冷卻至室溫，離心分離，即獲得Cr-MIL-101微球殼；

（3）將所述Cr-MIL-101微球殼在50~80℃的N,N-二甲基甲酰胺中浸泡4~5h，然后離心分離、洗滌、烘干，即獲得介孔Cr-MIL-101微球殼；

（4）將介孔Cr-MIL-101微球殼超聲分散于無水乙醇中，再加入巰基羧酸改性劑，50~80℃攪拌過夜，所得產物經過濾洗滌，獲得巰基改性介孔Cr-MIL-101微球殼；

（5）將所述巰基改性介孔Cr-MIL-101微球殼超聲分散于無水乙醇和去離子水的混合液中，加入銀鹽，室溫攪拌0.5~1h，過濾洗滌后再次分散于無水乙醇和去離子水的混合液中，加入還原劑并繼續攪拌0.5~1h，使銀離子還原為銀單質，所得產物經過濾洗滌、烘干，即獲得目標產物納米Ag@介孔Cr-MIL-101微球殼。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，聚乙烯吡咯烷酮、過硫酸銨、碳酸氫銨、去離子水、丙烯酸和苯乙烯的比例為1.0-2.5 g：0.1-0.2 g：0.1-0.2 g：80.0-150.0 mL：1.0-3.0 mL：10.0-20.0 mL。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，PS-COOH、去離子水、鉻源和氨基取代的配體的比例為0.2g：20.0-30.0 mL：0.5~0.7mmol：0.5~0.7mmol。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（4）中，介孔Cr-MIL-101微球殼、無水乙醇與巰基羧酸改性劑的用量比為0.1-0.2g：40.0-60.0 mL：4-6mL。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（5）中，銀鹽質量為巰基改性介孔Cr-MIL-101微球殼質量的7%~50%，所述還原劑的摩爾量為銀鹽摩爾量的2~5倍。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述鉻源為Cr(NO₃)₃?9H₂O，所述氨基取代的配體為2-氨基對苯二甲酸。

8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（5）中，所述銀鹽為AgNO₃，所述還原劑為硼氫化鈉。