一种多孔金属有机框架材料及其制备方法与流程

本发明属于金属有机框架cu3(btc)2材料的制备领域，具体涉及一种多孔金属有机框架cu3(btc)2材料及其制备方法。

背景技术：

cu3(btc)2为一种mof材料，由于它们可控的孔结构及超高的比表面积和优异的催化、吸附等特性，在催化氧化、气体的吸附与分离、传感器、磁性材料和光学材料等方面具有较大的用途，因而cu3(btc)2材料得到了较为广泛的关注。因为mofs材料所拥有的这些优异的性能和自身孔道的大小有密切的关系，因而改变mofs材料的孔道的大小是当前的热点问题。目前改变mofs材料的孔道基本上是采用改变有机配体链的长短来对孔道进行调控，但是在实际操作中符合条件的有机配体很难找到，并且随有机配体链的延长会使mofs材料的结构不稳定，更重要的是通过这种方法也不能使孔道的大小精细调控，而且产率低。因此关于mofs材料的纳米级别的精细调控少有报道。目前介孔甚至大孔的mofs仍是研究的难点和热点。

本申请通过氨水和对氨基苯磺酸的协同作用来实现具有不同尺寸孔道尺寸的cu3(btc)2材料的制备，更重要的是通过这种方法可以使这些孔道的尺寸实现纳米级别下的精细调控。采用这种方法调节cu3(btc)2材料的孔道尺寸尚未有所报道，并且这种方法具有操作简单、产品质量高、条件温和、制备周期短、适合大规模生产等特点。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多孔金属有机框架cu3(btc)2材料及其制备方法。通过对氨基苯磺酸和氨水的协同作用从而实现在纳米级别下对金属有机框架cu3(btc)2材料的孔道尺寸进行精细的调控，并且这种方法具有操作简单、产品质量高、条件温和、制备周期短、适合大规模生产等特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种多孔金属有机框架cu3(btc)2材料，孔的大小为200nm-850nm。

上述的多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将对氨基苯磺酸溶解到去离子水中，搅拌；用氨水调节其溶液ph至9，然后再搅拌；然后向调节ph值后的溶液中加入cu(no3)2·3h2o，溶解；

（2）称量一定量均苯三甲酸溶解到乙醇当中，搅拌；将均苯三甲酸溶液和步骤（1）的溶液进行混合，搅拌；将混合溶液装入水热釜中，在一定温度保温一定时间，然后将得到的蓝色沉淀离心，洗涤，干燥得到多孔金属有机框架cu3(btc)2材料。

更具体的，上述的多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料的制备方法，具体步骤为：

（1）将0.0433~0.0866g对氨基苯磺酸溶解到12ml去离子水中，搅拌30min；用氨水调节对氨基苯磺酸溶液ph至4.5~9，然后再搅拌10min；然后向调节ph值后的对氨基苯磺酸溶液中加入0.875gcu(no3)2·3h2o，溶解；

（2）称量0.42g均苯三甲酸溶解到12ml乙醇当中，搅拌30min；将均苯三甲酸溶液和步骤（1）的溶液进行混合，搅拌30min；将混合溶液装入100ml水热釜中，在120℃保温12h，然后将得到的蓝色沉淀离心，洗涤，干燥得到多孔金属有机框架cu3(btc)2材料。

本发明的有益效果在于：

1）通过上述方法成功制备在纳米尺度下孔道可精细连续可调的金属有机框架cu3(btc)2材料，本方法的优势一在于通过对氨基苯磺酸和氨水的协调作用从而实现了对金属有机框架cu3(btc)2这种材料的孔道在纳米级别下进行了精细的调控从而突破了以往通过寻找合适的有机配体才能实现对金属有机框架材料的尺寸调控的难题；

2）本方法的优势二在于操作简单、产品质量高、条件温和、制备周期短、适合大规模生产，通过溶解在一定ph值的对氨基苯磺酸的cu(no3)2·3h2o溶液和均苯三甲酸溶液混合，经过简单的水热制备就可以得到多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料，且孔的尺寸范围为200nm-850nm，为形成在纳米尺度下孔道可精细连续可调的金属有机框架材料开拓了一个新的领域，具有十分重要的意义。

附图说明

图1中xrd的衍射曲线为a)cu3(btc)2晶体的衍射曲线和b)多孔的cu3(btc)2晶体的衍射曲线；

图2为实例1得到的多孔金属有机框架cu3(btc)2材料的形貌图；

图3为实例2得到的多孔金属有机框架cu3(btc)2材料的形貌图；

图4为实例3得到的多孔金属有机框架cu3(btc)2材料的形貌图；

图5为实例4得到的多孔金属有机框架cu3(btc)2材料的形貌图。

具体实施方式

为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，基于金属有机框架cu3(btc)2材料制备出的多孔cu3(btc)2材料，现举出本发明的典型实施例：

实施例1

多孔金属有机框架cu3(btc)2材料的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）用电子天平秤量0.0866g对氨基苯磺酸溶解到12ml的去离子水中，搅拌30min；

（2）同时也称量0.42g均苯三甲酸溶解到12ml的乙醇当中，搅拌30min；

（3）然后用氨水调节对氨基苯磺酸溶液的ph，使其ph值为4.5，然后再搅拌10min；

（4）再向调节ph值后的对氨基苯磺酸溶液溶解0.875gcu(no3)2·3h2o；

（5）将均苯三甲酸溶液和步骤（4）溶液进行混合，搅拌30min；

（6）将混合溶液装入100ml的水热釜当中，在120℃保温12h，然后将得到的沉淀离心，洗涤，干燥就可以得到多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料。

通过实施例1方法制备得到的蓝色粉末经过miniflex600mx射线衍射仪测定为金属有机框架cu3(btc)2材料，经德国卡尔蔡司supar55场发射扫描电镜进行扫描得到sem图如图3所示，得到的多孔金属有机框架cu3(btc)2材料为八面体或块状，孔的尺寸范围为200nm-300nm。

实施例2

多孔金属有机框架cu3(btc)2材料的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）用电子天平秤量0.0433g对氨基苯磺酸溶解到12ml的去离子水中，搅拌30min；

（2）同时也称量0.42g均苯三甲酸溶解到12ml的乙醇当中，搅拌30min。

（3）然后用氨水调节对氨基苯磺酸溶液的ph，使其ph值为9，然后再搅拌10min；

（4）再向调节ph值后的对氨基苯磺酸溶液溶解0.875gcu(no3)2·3h2o；

（5）将均苯三甲酸溶液和步骤（4）溶液进行混合，搅拌30min；

（6）将混合溶液装入100ml的水热釜当中，在120℃保温12h，然后将得到的沉淀离心，洗涤，干燥就可以得到多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料。

通过实施例2方法制备得到的蓝色粉末经过miniflex600mx射线衍射仪测定为金属有机框架cu3(btc)2材料，经德国卡尔蔡司supar55场发射扫描电镜进行扫描得到sem图如图4所示，得到的多孔金属有机框架cu3(btc)2材料为八面体或块状，孔的尺寸范围为400nm-500nm。

实施例3

多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）用电子天平秤量0.0433g对氨基苯磺酸溶解到12ml的去离子水中，搅拌30min；

（2）同时也称量0.42g均苯三甲酸溶解到12ml的乙醇当中，搅拌30min；

（3）然后用氨水调节对氨基苯磺酸溶液的ph，使其ph值为8.5，然后再搅拌10min；

（4）再向调节ph值后的对氨基苯磺酸溶液溶解0.875gcu(no3)2·3h2o；（5）将均苯三甲酸溶液和步骤（4）溶液进行混合，搅拌30min；

（6）将混合溶液装入100ml的水热釜当中，在120℃保温12h，然后将得到的沉淀离心，洗涤，干燥就可以得到多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料。

通过实施例3方法制备得到的蓝色粉末经过miniflex600mx射线衍射仪测定为金属有机框架cu3(btc)2材料，经德国卡尔蔡司supar55场发射扫描电镜进行扫描得到sem图如图5所示，得到的多孔金属有机框架cu3(btc)2材料为八面体或块状，孔的尺寸范围为500nm-700nm。

实施例4

多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）用电子天平秤量0.0433g对氨基苯磺酸溶解到12ml的去离子水中，搅拌30min；

（2）同时也称量0.42g均苯三甲酸溶解到12ml的乙醇当中，搅拌30min；

（3）然后用氨水调节对氨基苯磺酸溶液的ph，使其ph值为8，然后再搅拌10min；

（4）再向调节ph值后的对氨基苯磺酸溶液溶解0.875gcu(no3)2·3h2o；

（5）将均苯三甲酸溶液和步骤（4）溶液进行混合，搅拌30min；

（6）将混合溶液装入100ml的水热釜当中，在120℃保温12h，然后将得到的沉淀离心，洗涤，干燥就可以得到多孔的金属有机框架cu3(btc)2材料。

通过实施例4方法制备得到的蓝色粉末经过miniflex600mx射线衍射仪测定为金属有机框架cu3(btc)2材料，经德国卡尔蔡司supar55场发射扫描电镜进行扫描得到sem图如图5所示，得到的多孔金属有机框架cu3(btc)2材料为八面体或块状，孔的尺寸范围为700nm-850nm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。