[發(fā)明專(zhuān)利]一種M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110032800.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112844323B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛春玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濰坊學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/22
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/04
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本公開(kāi)涉及MOFs材料技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種M?MOF?74/氧化硅復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。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。該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。所述M?MOF?74/氧化硅復(fù)合材料易工業(yè)化批量生產(chǎn)與應(yīng)用、二氧化碳吸附速度更快。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及MOFs材料技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

這里的陳述僅提供與本公開(kāi)有關(guān)的背景信息，而不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

金屬-有機(jī)骨架材料(MOFs)是一種新興的晶體多孔材料，具有比表面積大、孔隙率高、化學(xué)功能性可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，在氣體吸附和分離領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，MOFs材料對(duì)于氣體的吸附性能在高壓條件下表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，隨著壓強(qiáng)的降低其吸附性能也隨著迅速下降，并且MOFs材料本身水熱穩(wěn)定性差的特點(diǎn)也限制了它的實(shí)際應(yīng)用。例如，在電廠煙道氣中往往含有8-17vol％的水蒸汽和10-15vol％的CO₂，出口溫度在60-80℃左右。這使得MOFs在應(yīng)用于電廠煙道氣吸附CO₂的過(guò)程中要克服CO₂分壓低、且煙氣中含有高溫水蒸汽的問(wèn)題。

目前，一種解決此問(wèn)題的方案是將MOFs材料與其他活性組分結(jié)合合成復(fù)合材料來(lái)補(bǔ)充完善MOFs材料的功能性，例如，金屬納米顆粒，雜多酸鹽，氧化石墨烯(GO)，碳納米管和介孔材料。

如現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了一種MOF-聚合物復(fù)合材料、其制備方法及應(yīng)用。MOF-聚合物復(fù)合材料，其通過(guò)將MOF前體、聚合物、第一有機(jī)溶劑混合溶解以形成原始溶液，再將原始溶液進(jìn)行溶劑蒸發(fā)后得到MOF-聚合物復(fù)合材料初料，該材料具有較好的二氧化碳吸附性能。

現(xiàn)有技術(shù)中還公開(kāi)了一種鈷鎳雙金屬有機(jī)框架二氧化碳吸附材料及其制備方法與應(yīng)用。雖然該材料具有均一、規(guī)則、分散的微觀形貌，大的比表面積，高的微孔容量和極高的CO₂吸附容量。

從現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合材料來(lái)看，這些復(fù)合材料大多是對(duì)MOFs結(jié)構(gòu)本身的改進(jìn)，或摻雜金屬元素，使得材料對(duì)二氧化碳?xì)怏w具有很好的吸附性能，表現(xiàn)出比單一組分材料更優(yōu)的性能。但發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，受合成采用的工藝路線、反應(yīng)器、反應(yīng)原料、后期成型等因素影響，MOF復(fù)合材料很難在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)；并且，煙氣中含有高溫水蒸氣，現(xiàn)有技術(shù)中的MOF復(fù)合材料穩(wěn)定性較差，難以滿足實(shí)際生產(chǎn)使用，另外，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于MOF材料更關(guān)注對(duì)CO₂吸附量，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于煙氣流速較大，因此MOF材料快速吸附CO₂的能力尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，所述M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料易工業(yè)化批量生產(chǎn)與應(yīng)用、二氧化碳吸附速度更快。

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供一種M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料，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。

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供一種M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料的制備方法，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。

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供上述M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料或上述M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料的制備方法制得的材料在氣體快速吸附中的應(yīng)用。

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供上述M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料或上述M-MOF-74/氧化硅復(fù)合材料的制備方法制得的材料在CO₂快速吸附中的應(yīng)用。