[發(fā)明專利]具有C2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010022546.2
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111100149B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 時文娟;王剛丁;李泳志;盧瑜珂;侯磊;王堯宇
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: C07F3/08
• 分類號: C07F3/08
• 代理公司: 西安瀚匯專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61279
• 代理人: 汪重慶

本發(fā)明公開了一種具有C₂H₂和CH₄吸附分離功能的金屬有機(jī)框架材料及其制備方法，其中，該金屬有機(jī)框架材料具有三維結(jié)構(gòu)，含有六角形的孔道，化學(xué)式為[(CH₃)₂NH₂][Cd(dtztp)_0.5(HCOO)]·1.5DMF·H₂O，式中dtztp為脫質(zhì)子的2,5?二(四氮唑基)對苯二甲酸，該金屬有機(jī)框架材料以四水合硝酸鎘和2,5?二(四氮唑基)對苯二甲酸為原料，加入到以N,N?二甲基甲酰胺、水以及鹽酸組成的混合溶劑中，在125?135℃的溫度下采用溶劑熱合成法制備得到。本發(fā)明的有益之處在于：(1)該金屬有機(jī)框架材料對C₂H₂具有較高的吸附量，但是對CH₄的吸附量很低，能夠?qū)₂H₂和CH₄進(jìn)行有效的吸附分離；(2)該制備方法工藝簡便，反應(yīng)條件溫和，原料易得，操作容易。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬有機(jī)框架材料及其制備方法，具體涉及一種具有C₂H₂和CH₄吸附分離功能的金屬有機(jī)框架材料及其制備方法，屬于無機(jī)材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

乙炔(C₂H₂)是一種重要的化石燃料，也是工業(yè)中制造乙醛、醋酸、苯、合成橡膠、合成纖維等基本原料。C₂H₂主要來源于石油的熱解過程，但在這一過程中也會產(chǎn)生一些甲烷(CH₄)。因此，C₂H₂的儲存和分離在工業(yè)中具有十分重要的意義。

金屬有機(jī)框架材料是一種由單個或者多個金屬離子中心通過有機(jī)橋聯(lián)配體連接，從而形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型多孔材料。其中，金屬離子種類的可變化性、有機(jī)配體的可修飾性，賦予了金屬有機(jī)框架材料結(jié)構(gòu)可調(diào)控性和孔道可功能化的特點，因此，金屬有機(jī)框架材料在氣體存貯、吸附分離、有機(jī)催化等方面具有重要的用途。

氮唑和羧酸是制備金屬有機(jī)框架材料最常使用的兩種配體，羧酸能表現(xiàn)出靈活的配位模式，氮唑能形成強(qiáng)的配位鍵。然而，采用同時含有氮唑和羧酸雙功能配位基團(tuán)的有機(jī)配體在金屬有機(jī)框架材料的制備中并不多見。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的在于，將氮唑和羧酸各自的配位優(yōu)勢進(jìn)行融合，設(shè)計一個同時含有兩個四氮唑和兩個羧基的配體，然后利用該配體與鎘通過自組裝制備得到一種結(jié)構(gòu)新穎并且具有較好的C₂H₂和 CH₄吸附分離功能的金屬有機(jī)框架材料。

本發(fā)明的第二個目的在于，提供一種簡便的合成上述金屬有機(jī)框架材料的方法。

為了實現(xiàn)上述第一個目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種具有C₂H₂和CH₄吸附分離功能的金屬有機(jī)框架材料，其特征在于，該金屬有機(jī)框架材料具有三維結(jié)構(gòu)，并且含有六角形的孔道，化學(xué)式為[(CH₃)₂NH₂][Cd(dtztp)_0.5(HCOO)]·1.5DMF·H₂O，式中dtztp 為脫質(zhì)子的2,5-二(四氮唑基)對苯二甲酸，DMF為N,N-二甲基甲酰胺，其中，dtztp的結(jié)構(gòu)式如下：

為了實現(xiàn)上述第二個目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

前述的具有C₂H₂和CH₄吸附分離功能的金屬有機(jī)框架材料的制備方法，其特征在于，以四水合硝酸鎘和2,5-二(四氮唑基)對苯二甲酸為原料，采用溶劑熱合成法，包括以下步驟：