[發明專利]一種M-MOF-74/氧化硅復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110032800.1
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112844323B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 辛春玲
• 申請（專利權）人: 濰坊學院
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

1.一種M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，該材料的比表面積為300-600m²/g，孔徑包含大孔、介孔、微孔，孔容為0.4-0.7cm³/g；

所述材料的制備方法，包括如下步驟：先采用水熱法合成M-MOF-74，然后采用二次水熱法合成M-MOF-74/氧化硅；

M-MOF-74的合成包括如下步驟：將2，5-二羥基對苯二甲酸和金屬硝酸鹽溶于N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、水組成的混合溶劑中，充分混合后，加入去質子化試劑，將混合溶液封裝到反應釜中，在一定溫度與時間下進行第一次水熱反應，得到的產品用N,N-二甲基甲酰胺洗滌后，干燥得到M-MOF-74晶體；

2，5-二羥基對苯二甲酸和金屬硝酸鹽的質量比例為1:1-1:10；

所述的金屬硝酸鹽為鐵、鎳、鎂金屬鹽中的一種或兩種以上的混合物；

二次水熱法合成M-MOF-74/氧化硅包括如下步驟：將一定量的氧化硅置于M-MOF-74材料的前驅體溶液中，在一定溫度下攪拌后，將一定量的去質子化試劑加入到混合溶液中；將混合溶液封裝到反應釜中，在一定溫度與時間下進行第二次水熱反應，得到M-MOF-74/氧化硅復合材料；

合成M-MOF-74/氧化硅復合材料中氧化硅為介孔材料；

兩次水熱反應的溫度相同；

兩次水熱反應溫度均為100-200℃；

兩次水熱反應時間均為18-24h。

2.如權利要求1所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，所述金屬硝酸鹽為硝酸鎂。

3.如權利要求1所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，合成M-MOF-74材料的去質子化試劑為三乙胺或醋酸鈉中的一種或兩種以上混合物。

4.如權利要求3所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，去質子化試劑的加入量為2，5-二羥基對苯二甲酸物質量的1-4倍。

5.如權利要求1所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，合成M-MOF-74/氧化硅復合材料中氧化硅為MCFs、SBA-15，KIT-6，HMS，MCM-41中的一種或兩種以上的混合物。

6.如權利要求1所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，所述選用的M-MOF-74與介孔氧化硅的質量的比例為1:1-1:10。

7.如權利要求1所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，二次水熱法合成M-MOF-74/氧化硅中，去質子化試劑為三乙胺或醋酸鈉中的一種或兩種以上混合物，加入量為2，5-二羥基對苯二甲酸物質量的1-4倍。

8.如權利要求1所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，兩次水熱反應溫度均為125-150℃。

9.如權利要求1所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料，其特征在于，兩次水熱反應時間均為12-15h。

10.權利要求1-9任一項所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料在CO₂快速吸附中的應用。

11.權利要求1-9任一項所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料在混合氣體中CO₂選擇性快速吸附中的應用。

12.一種CO₂吸附劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將權利要求1-9任一項所述的M-MOF-74/氧化硅復合材料在5 MPa的壓力下壓成片狀，然后將片狀的吸附劑搗碎，過篩得到20-40目的吸附劑顆粒。

13.一種固定床反應器中CO₂吸附方法，其特征在于，包括如下步驟：將權利要求12所述的CO₂吸附劑的制備方法制得的CO₂吸附劑加入到U型石英管中，U型石英管外面嵌套石英棉，將U型石英管置于含CO₂煙氣的固定床反應器中；

煙氣中CO₂體積比大于等于10%，

氣速為60 mL/min。