[發(fā)明專利]具有zsd拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的離子雜化多孔材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210479382.5
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN114849649B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張袁斌;許諾;汪玲瑤;樓無雙
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 高佳逸

本發(fā)明公開了一種具有zsd拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的離子雜化多孔材料及其制備方法和在氣體的選擇性吸附分離領(lǐng)域中的應(yīng)用。該離子雜化多孔材料由金屬離子M、二齒咪唑配體L、無機多氟陰離子通過配位鍵自組裝形成。本發(fā)明的離子雜化多孔材料具有新的zsd拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可用于乙炔/二氧化碳二組分混合氣、乙炔/二氧化碳/甲烷三組分混合氣以及乙炔/二氧化碳/甲烷/乙烯四組分混合氣的高選擇性吸附分離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多孔材料的合成及氣體吸附領(lǐng)域，具體涉及一種具有zsd拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的離子雜化多孔材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

金屬-有機框架(Metal-Organic?Frameworks)，簡稱MOFs，是由有機配體和金屬離子或團簇通過配位鍵自組裝形成的具有分子內(nèi)孔隙的有機-無機雜化材料。

金屬-有機框架材料由于其孔道、孔徑以及孔表面環(huán)境的可設(shè)計性，引起了廣泛關(guān)注，并在氣體存儲與分離領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

公開號為CN?114177890?A的專利說明書公開了一種可用于乙炔/乙烯、丙炔/丙烯等炔烴烯烴的高選擇性吸附分離的柱籠型金屬有機框架材料，由金屬離子、高配位數(shù)無機陰離子和三齒以上的非線性多齒含氮配體通過配位鍵自組裝形成。該柱籠型金屬有機框架材料是一種剛性材料，且其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同于zsd拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(zsd拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)可參見http://rcsr.anu.edu.au/nets)。

陰離子柱撐有序多孔材料是一類由無機陰離子、金屬離子和有機含氮配體通過配位作用組裝而成的金屬有機框架。例如公開號為CN?109422771A的專利說明書公開的一種陰離子柱撐雜化多孔材料ZU-NbOF₅-L-M，其中M為金屬離子，L為含吡啶的線性有機配體。

陰離子柱撐有序多孔材料往往采用直線型二齒含氮配體，經(jīng)典結(jié)構(gòu)為：金屬先是在水平方向上與四個配體配位，經(jīng)過無限延伸后形成一個平面結(jié)構(gòu)；然后在垂直方向上與兩個柱撐陰離子配位形成三維層柱形pcu拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

柱撐陰離子例如無機多氟陰離子能夠與炔烴之間形成強氫鍵相互作用而使得這樣的結(jié)構(gòu)可以獲得炔烯烴分離的高選擇性，但是pcu拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的陰離子柱撐有序多孔材料對乙炔-二氧化碳選擇性不高，難以實現(xiàn)高效的乙炔-二氧化碳、乙炔-二氧化碳-乙烯以及乙炔-二氧化碳-乙烯-甲烷的多組分分離與純化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過采用二齒咪唑配體構(gòu)建了具有zsd(zsd＝zhe-shi-da，浙師大)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(zsd拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)可參見http://rcsr.anu.edu.au/nets)的離子雜化多孔材料，在展示剛性吸附的同時也具備一定的柔性，兼具高選擇性和高吸附容量。

具體技術(shù)方案如下：

一種具有zsd拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的離子雜化多孔材料，由金屬離子M、二齒咪唑配體L、無機多氟陰離子通過配位鍵自組裝形成；

所述金屬離子M為Cu²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Zn²⁺中的至少一種；

所述二齒咪唑配體L具有如下式(I)所示結(jié)構(gòu)：

式(I)中，R₁、R₂、R₃、R₄分別獨立選自H、甲基、F或Cl；

所述無機多氟陰離子為SiF₆^2-、TiF₆^2-、GeF₆^2-、NbOF₅^2-中的至少一種。