[發(fā)明專利]一種金屬有機(jī)框架吸附材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211634780.6
• 申請(qǐng)日: 2022-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN115945177A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李妮婭;劉東;趙宇婷;羅宇霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮陰師范學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;E03B3/28;B01D53/02;C08G83/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

1.一種金屬有機(jī)框架吸附材料，其特征在于：

所述金屬有機(jī)框架吸附材料為[Ni₂(μ₂-OH₂)(5-COOH-ip)₂(4,4'-tpcb)]_n，其中4,4'-tpcb為1,2,3,4-四(4-吡啶基)環(huán)丁烷，5-COOH-ip為5-甲酸間苯二甲酸根，n為重復(fù)單元數(shù)，是任意正整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬有機(jī)框架吸附材料，其特征在于：

所述金屬有機(jī)框架材料屬于晶態(tài)材料，其空間群為Fdd2，晶胞參數(shù)為α＝90°，β＝90°，γ＝90°。

3.一種權(quán)利要求1或2所述的金屬有機(jī)框架吸附材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：在Z形玻璃管中加入1,2,3,4-四(4-吡啶基)環(huán)丁烷與5-醛基間苯二甲酸的N,N'-二甲基甲酰胺溶液，隨后向玻璃管中緩慢加入少量乙醚，再緩慢加入硝酸鎳的N,N'-二甲基甲酰胺溶液；反應(yīng)3天后，可得到藍(lán)綠色的塊狀晶體[Ni₂(μ₂-OH₂)(5-CHO-ip)₂(4,4'-tpcb)]_n，過濾、洗滌、晾干、收集塊狀晶體；

步驟2：將步驟1獲得的藍(lán)綠色塊狀晶體置于5％的H₂O₂溶液中浸泡12小時(shí)，將[Ni₂(μ₂-OH₂)(5-CHO-ip)₂(4,4'-tpcb)]_n中的醛基全部氧化成羧基；將收集到的藍(lán)色塊狀晶體加熱至90℃除去孔道中的溶劑分子，得到金屬有機(jī)框架材料[Ni₂(μ₂-OH₂)(5-COOH-ip)₂(4,4'-tpcb)]_n。

4.一種權(quán)利要求1或2所述的金屬有機(jī)框架吸附材料的應(yīng)用，其特征在于：

將所述金屬有機(jī)框架材料作為吸附材料應(yīng)用于空氣取水裝置中，實(shí)現(xiàn)從空氣中收集水分并獲得液態(tài)飲用水。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于：

將所述金屬有機(jī)框架材料置于空氣濕度20％-30％的低濕環(huán)境中10分鐘，可以快速吸附低濕空氣中的水，吸附水的質(zhì)量為材料本身質(zhì)量的17.7％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于：

吸水后的金屬有機(jī)框架材料的化學(xué)式為：[Ni₂(μ₂-OH₂)(5-COOH-ip)₂(4,4’-tpcb)(H₂O)₉]_n，其晶體學(xué)參數(shù)為：α＝90°，β＝90°，γ＝90°。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于：

利用太陽(yáng)能將吸水后的金屬有機(jī)框架材料加熱至90℃，孔道中水揮發(fā)，進(jìn)而用于從空氣中循環(huán)取水。