一种金属有机骨架材料Cu3(BTC)2及其制备方法和应用与流程

文档序号:11102245阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种金属有机骨架材料Cu3(BTC)2,其特征在于,其比表面积为1600m2·g-1~2500m2·g-1,微孔孔容为0.45cm3·g-1~0.85cm3·g-1,微孔直径为 0.23nm~0.87nm,介孔孔容为0.24 cm3·g-1~0.50 cm3·g-1,介孔直径为4.0nm~7.9nm,相对结晶度为100%~135%。

2.按照权利要求1所述的金属有机骨架材料Cu3(BTC)2,其特征在于:所述的金属有机骨架材料Cu3(BTC)2的比面积为1715 m2·g-1~2225 m2·g-1,微孔孔容为 0.54cm3·g-1~0.71cm3·g-1,介孔孔容为0.36cm3·g-1~0.47 cm3·g-1,相对结晶度为103%~125%。

3.按照权利要求1所述的金属有机骨架材料Cu3(BTC)2,其特征在于:所述的金属有机骨架材料Cu3(BTC)2的平均粒径为1μm~20μm,优选为2.5μm~12μm。

4.一种金属有机骨架材料的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

(1)将均苯三甲酸、铜源和微介孔分子筛加入到水中,混合均匀后置于超声波振荡器中进行超声震荡,得到固液混合物;

(2)从步骤(1)的固液混合物中将分子筛和液体分离出来,剩余的固体部分即为金属有机骨架材料前驱体,然后所述金属有机骨架材料前驱体加入到含有铵盐的乙醇水溶液中,再进行搅拌、过滤和干燥,最后得到所述的金属有机骨架材料。

5.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:所述的铜源选自硝酸铜、硫酸铜和氯化铜中的一种或几种,优选为硝酸铜。

6.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:所述的微介孔分子筛的平均粒径为 0.1~0.5 mm。

7.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:所述的微介孔分子筛选自钛硅分子筛和二氧化硅分子筛中的一种或几种,钛硅分子筛优选为TS-1、TS-2、Ti-β中的一种或几种,二氧化硅分子筛优选为KIT-6。

8.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:所述的微介孔分子筛的微孔孔容为0.30 cm3·g-1~0.55 cm3·g-1,微孔直径为0.20nm~1.35nm,微孔直径占总孔容的45%~75%,介孔孔容为0.25 cm3·g-1~0.60 cm3·g-1,介孔直径为3.5nm~15.2nm,介孔直径占总孔容的25%~55%。

9.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:所述的铜源、均苯三甲酸和去离子水的摩尔比为1:(0.05~2):(300~600),优选为1:(0.1~1):(400~500);所述的铜源与微介孔分子筛的质量比为1:(0.01~1),优选为1:(0.05~0.1)。

10.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:所述的超声震荡的操作条件为:超声时间为1min~120min,优选为5min~30min;超声波的频率为15KHz~150KHz;超声波的功率为100W~700W。

11.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:从步骤(1)的固液混合物中将分子筛和液体分离出来,取剩余部分的步骤为:对步骤(1)固液混合物进行离心分离,去除液体和下层固体,取上层固体。

12.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:在步骤(2)中,在所述含有铵盐的乙醇水溶液中,铵盐与乙醇水溶液的比例为1g: (80mL~150mL),乙醇与水的体积比为(0.1~3):1,优选为(0.5~1):1,所述的铵盐选自氯化铵、硫酸铵、硝酸铵中的一种或几种。

13.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述的搅拌的速度为50rpm~100rpm,时间为20min~240min,优选为60min~90min。

14.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述的干燥温度为70℃~250℃,优选为100℃~240℃;时间为60min~360min。

15.一种如权利要求4-14中任一所述的方法制备的金属有机骨架材料。

16.权利要求1~3和15 任一所述金属有机骨架材料在中气体吸附、气体吸附存储、气体吸附分离中的应用。

17.按照权利要求16所述的应用,所述的金属有机骨架材料在氢气、甲烷吸附存储,以及丙烷/丙烯双组份混合气选择性吸附分离甲烷中的应用。

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