[發明專利]一種Co-MOF-71金屬有機骨架的修復方法

有效

• 申請號: 202010314562.9
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111410750B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 裴彥鵬;姜娜;高令峰;溫秋慧
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J23/75
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 周春鳳

本發明提供一種修復坍塌的Co?MOF?71金屬有機骨架材料的方法。以坍塌的Co?MOF?71金屬有機骨架為起始原料，以合成Co?MOF?71金屬有機骨架的配體對苯二甲酸為修復劑，以含乙醇的N，N?二甲基甲酰胺為溶劑，通過溶劑熱處理，使坍塌的Co?MOF?71金屬有機骨架恢復到與新鮮的Co?MOF?71材料的XRD特征峰幾近一致的形態。

技術領域

本發明涉及一種Co-MOF-71金屬有機骨架材料的修復方法，屬于納米催化、納米材料、金屬有機框架物材料技術領域。

背景技術

金屬有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks，簡稱MOFs)是一種由有機官能團為支架，金屬離子或金屬簇為中心節點，通過自組裝相連而形成的新型多孔網狀結構材料。MOFs具有三個典型的特征：(1)骨架是剛性的；(2)有機配體可以根據需要進行必要的化學修飾；(3)骨架結構具有明確的幾何構型。與傳統的多孔無機材料相比，MOFs具有比表面積大、孔隙率大、骨架靈活可調、低的晶體密度，以及種類多樣性的特性。基于上述優點，MOF已經被用于氣體的吸附、分離和儲存、催化、藥物輸送、光學、電學、傳感和納米反應器等領域。其中，MOFs作為非均相催化劑的報道已經數不勝數。但是MOFs的一個顯著缺點是其不穩定性，絕大多數MOFs不僅對酸、堿、熱等反應條件敏感而易發生分解，而且在日常環境下久置也會發生物理性質的變異或結構的緩慢坍塌而失去功效[ZIF-67熱解制備鈷基納米材料及其催化醇氧化酯化研究，碩士學位論文，2014]。

其實由MOFs衍生的多孔炭材料延續了MOFs優勢的同時也兼具了一些新的性能，近年來正成為催化、吸附、分離等領域的研究熱點之一。比如，由含Co的金屬有機骨架經高溫熱解制備的多孔炭負載的Co催化劑具有以下特點：①惰性氣氛下熱解后，有機配體燒結為多孔炭載體、Co物種在多孔炭載體上全部轉化為金屬納米顆粒；②熱解所得材料上Co的分散性較好；③Co的質量含量較高，等等[AIChE J，2017，63：2935-2944]。中國專利[201610300820.1]報道了熱解Co-MOF-71金屬有機骨架制備的多孔炭載Co材料(Co@C)可以用于催化合成氣轉化制烴類燃料的應用。中國專利[201710333446.X]報道了利用Co-MOF-71金屬有機骨架為前驅體制備了多孔炭載的Co₂C@C材料，可以用于催化合成氣轉化制備混合醇。可是，新鮮的Co-MOF-71有機金屬骨架久置幾個星期后會發生坍塌分解，這導致了原材料的浪費，所以必須將其及時使用，這一潛在問題在一定程度上制約了Co-MOF-71金屬有機骨架的利用。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種Co-MOF-71金屬有機骨架材料的修復方法，以使發生變質坍塌的Co-MOF-71金屬有機骨架材料得以重新利用。

本發明提供的一種修復金屬有機骨架材料Co-MOF-71的方法，它是通過以下步驟：

根據中國專利[201610300820.1]報道的合成方法，合成新鮮的Co-MOF-71金屬有機骨架材料，然后于室溫環境下放置4個星期，得到坍塌的Co-MOF-71材料。將坍塌的Co-MOF-71材料和對苯二甲酸置于密閉容器內，然后加入含乙醇的N，N-二甲基甲酰胺溶劑，密封后將容器加熱到100～110℃，恒溫1～12h，之后趁熱將所得物料過濾，并采用N，N-二甲基甲酰胺洗滌二次，然后將所得物料在空氣中于60～80℃干燥6～8h，得到修復的Co-MOF-71有機金屬骨架材料。坍塌的Co-MOF-71材料、對苯二甲酸、含乙醇的N，N-二甲基甲酰胺溶液的質量比為1：0.1：2.523～1：0.4：2.835，其中乙醇和N，N-二甲基甲酰胺的體積比介于0～2。