[發(fā)明專利]一種銅基金屬-有機(jī)框架材料的制備及其乙炔/二氧化碳分離應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110267610.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN113019330B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建榮;徐子超;張鵬丹;伍學(xué)謙;謝亞勃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種銅基金屬-有機(jī)框架材料，其特征在于，其化學(xué)式為CuC₂₂H₂₄N₄O₇；分子式為：[Cu(5-OH-IPA)(DPYA)H₂O]?DMA，5-OH-H₂IPA為5-羥基間苯二甲酸，DPYA為雙（4-吡啶）胺；

其單胞參數(shù)分別為：V=2296.21(1)??³，a=8.4896(1)??，b=20.2006(3)??，c=13.5753(2)?，α=90^o，β=99.496(2)^o，γ=90^o；

在該材料中，Cu1和Cu2金屬中心均以八面體的配位模式和四個(gè)來自于配體或者配位水的O原子、兩個(gè)來自DPYA的N原子配位，最終決定了金屬中心的配位數(shù)為6；在最小不對(duì)稱單元中包含了2個(gè)半占位的Cu²⁺、1個(gè)晶體學(xué)獨(dú)立的5-OH-IPA^2-配體陰離子、1個(gè)DPYA配體、1個(gè)配位H₂O和1個(gè)游離的DMA分子，兩個(gè)金屬中心表現(xiàn)出不同的配位方式：其中，來自兩個(gè)不同5-OH-IPA^2-配體的四個(gè)羧基O原子及來自兩個(gè)不同DPYA配體的兩個(gè)N原子與Cu1中心配位；另外，來自兩個(gè)不同5-OH-IPA^2-配體的兩個(gè)羧基O原子、來自兩個(gè)不同H₂O的兩個(gè)O原子及兩個(gè)不同DPYA配體的兩個(gè)N原子與Cu2中心配位；上述配位模式中Cu1和Cu2金屬中心均可以視為四連接的拓?fù)涔?jié)點(diǎn)，最終形成了一個(gè)經(jīng)典的cds拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，點(diǎn)符號(hào)為6⁵.8；此外，在框架中存在著一維規(guī)則孔道，且孔道中規(guī)則填充DMA溶劑分子。

2.制備權(quán)利要求1所述的一種銅基金屬-有機(jī)框架材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：密封條件下，有機(jī)配體5-羥基間苯二甲酸、雙（4-吡啶）胺與醋酸銅在溶劑N,N-二甲基乙酰胺（DMA）和水的混合溶液中，經(jīng)由溶劑熱反應(yīng)得到該金屬-有機(jī)框架的晶體樣品。

3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，兩種有機(jī)配體和醋酸銅質(zhì)量比例為1：1：2；每5毫克醋酸銅對(duì)應(yīng)N,N-二甲基乙酰胺（DMA）與水的體積比為5：3的1毫升混合溶劑；溶劑熱反應(yīng)溫度為60℃~100℃，反應(yīng)時(shí)間為30h~48h。

4.權(quán)利要求1所述的銅基金屬-有機(jī)框架材料的應(yīng)用，經(jīng)DMA洗滌后用丙酮溶劑交換及真空脫除孔道中的客體分子DMA即活化，最后得到活化后的材料在C₂H₂/CO₂混合氣中優(yōu)先吸附乙炔，可用于捕獲C₂H₂/CO₂混合氣中的乙炔。