一种复合沸石咪唑酯骨架材料及其制备方法与应用与流程

文档序号:11102235阅读:来源:国知局

技术特征:

1. 一种复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于,其包括沸石咪唑酯骨架材料和微胶囊,所述沸石咪唑酯骨架材料包覆在所述微胶囊的表面,所述微胶囊的壳层为SiO2,所述微胶囊的内核为有机相变材料。

2.按照权利要求1所述的复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于:所述的复合沸石咪唑酯骨架材料的性质如下:比表面积为900m2/g~2000m2/g,优选为1300m2/g~2000m2/g,总孔容为0.4cm3/g~0.8cm3/g,优选为0.5cm3/g~0.7cm3/g。

3.按照权利要求1所述的复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于:以所述复合沸石咪唑酯骨架材料的重量为基准,所述沸石咪唑酯骨架材料的含量为80wt%~99wt%,微胶囊的含量为1wt%~20wt%。

4.按照权利要求1所述的复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于:在所述复合沸石咪唑酯骨架材料中,所述SiO2与所述有机相变材料的重量比例为(0.2~1.2):1。

5.按照权利要求1所述的复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于:所述复合沸石咪唑酯骨架材料的相对结晶度为100%~200%。

6.按照权利要求1所述的复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于:所述复合沸石咪唑酯骨架材料的平均粒径为100nm~600nm,优选为150nm~500nm。

7.按照权利要求1所述的复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于:在所述复合沸石咪唑酯骨架材料中,所述沸石咪唑酯骨架材料的厚度为50nm~400nm,所述微胶囊的粒径为50nm~200nm。

8.按照权利要求1所述的复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于:所述沸石咪唑酯骨架材料为沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8。

9.按照权利要求1所述的复合沸石咪唑酯骨架材料,其特征在于:所述有机相变材料为石蜡、C14~C24的正构烷烃、C9~C18的高级脂肪酸及其酯类中的一种或多种。

10.一种如权利要求1-9所述的复合沸石咪唑酯骨架材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将有机相变材料和表面活性剂加入到乙醇水溶液中,然后加热使相变材料熔融并搅拌均匀,制得含有有机相变材料的乳化液,然后在乳化液中加入正硅酸乙酯和酸类催化剂进行水解反应,搅拌、陈化、过滤、干燥后,即得二氧化硅包覆相变材料的微胶囊;

(2)将所述微胶囊加入到有机溶剂中,得到微胶囊的悬浮液;

(3)将锌源和2-甲基咪唑加入到步骤(2)的悬浮液中,并充分震荡溶解,得到混合液,然后将混合液转移至高压釜中进行合成反应,对反应产物进行过滤,然后进行洗涤和干燥,即可制得复合沸石咪唑酯骨架材料。

11.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:所述有机相变材料、表面活性剂和乙醇水溶液重量比例为10:(0.1~3):(20~100),所述乙醇水溶液中乙醇与水的重量比为(1~5):1。

12.按照权利要求10或11所述的方法,其特征在于:所述表面活性剂为聚乙二醇、蔗糖酯、聚山梨酯、十八烷基苯磺酸、十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的一种或多种,优选为十二烷基硫酸钠和/或十四烷基硫酸钠。

13.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:所述有机相变材料、正硅酸乙酯与酸类催化剂的重量比例为10:(5~40):(0.1~5)。

14.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:所述酸类催化剂为无机酸溶液或有机酸溶液,所述无机酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种或几种,所述有机酸为醋酸,无机酸溶液或有机酸溶液的浓度为0.5wt%~10.0wt%。

15.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述微胶囊与有机溶剂重量比例为(1~5):1000。

16.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺中的一种或几种。

17.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:在步骤(3)中,所述锌源中的Zn2+与2-甲基咪唑的摩尔比为1:(1~6),优选为1:(2~4)。

18.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:在步骤(3)中,所述锌源为硝酸锌、醋酸锌、氯化锌、硫酸锌中的一种或多种,优选为硝酸锌。

19.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:在步骤(3)中,所述合成反应的温度为90℃~180℃,优选为100℃~150℃,时间为3h~20h,优选为6h~16h。

20.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:该方法还包括后处理步骤:在干燥之后,用无水乙醇浸泡12h~36h,然后在80℃~120℃下真空干燥4~36h。

21.权利要求1-9中任意一项所述的复合沸石咪唑酯骨架材料在中气体吸附、气体吸附存储或气体吸附分离中的应用。

22.按照权利要求21所述的应用,所述的气体吸附存储为二氧化碳、氢气、甲烷、一氧化碳、氮气、乙烷或丙烷吸附存储,气体吸附分离为二氧化碳/甲烷、二氧化碳/一氧化碳、二氧化碳/氮气、二氧化碳/氧气、氢气/二氧化碳、氢气/氮气、甲烷/氮气、乙烷/乙烯或丙烷/丙烯混合气选择性吸附分离。

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