[发明专利]一种中微孔金属有机化合物及其制备无效
申请号: | 200710011957.6 | 申请日: | 2007-07-04 |
公开(公告)号: | CN101337192A | 公开(公告)日: | 2009-01-07 |
发明(设计)人: | 孙立贤;张箭;徐芬;刘颖雅;齐燕妮;赵军宁;邹勇进 | 申请(专利权)人: | 中国科学院大连化学物理研究所 |
主分类号: | B01J31/04 | 分类号: | B01J31/04 |
代理公司: | 沈阳科苑专利商标代理有限公司 | 代理人: | 马驰;周秀梅 |
地址: | 116023*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 微孔 金属 有机化合物 及其 制备 | ||
技术领域
本发明涉及多级孔分布材料,具体涉及一种中微孔金属有机化合物及其制备方法。
背景技术
多孔金属有机化合物,由金属离子和有机配体,通过共价键或离子键相互连接,共同构筑的具有规则孔道或孔穴结构的晶态多晶材料。这种材料在空间上形成的一维、二维或三维具有无限网络结构。由于其具有独特的孔结构、较大的比表面积和选择性吸附小分子等特点,使其研究受到各国研究者的高度重视,在最近十年取得了迅猛发展。美国的Yaghi小组和法国的Férey小组在这一领域取得了令人瞩目的成果。多孔金属有机化合物如MOF-117(H.K.Chae,D.Y.Siberio-Perez,J.Kim,Y.-B.Go,M.Eddaoudi,A.J.Matzger,M.O’Keeffe,O.M.Yaghi,Nature,2004,427,523.)和MIL-101(G.Ferey,C.Mellot-Draznieks,C.Serre,F.Millange,J.Dutour,S.Surble and I.Margiolaki,Science,2005,309,2040.)具有较大的比表面积和孔体积,在储存气体(特别是储存氢气)、分离气体、催化、非线性光学、磁学等方面有着潜在的应用前景。Férey等合成了微孔MIL-53(Al3+,Cr3+),并对其进行了的吸附性质研究,该类化合物不仅具有一定的储氢性能(分别为3.8wt%和3.2wt%在77K,16MPa),并且还能够吸附CO2和CH4(G.Férey,M.Latroche,C.Serre,F.Millange,T.Loiseau and A.Percheron-Guegan,Chem.Commun.,2003,2977.)、(S.Bourrelly,P.L.Llewellyn,C.Serre,F.Millange,T.Loiseauand G.Férey,J.Am.Chem.Soc.,2005,127,13519)。已报道的多孔金属有机化合物绝大多只具有微孔结构,目前只有Zhou等报道的多孔化合物具有中孔特性(X.-S.Wang,S.Ma,D.Sun,S.Parkin,and H.-C.Zhou,J.Am.Chem.Soc.,2006,128,16474)。但是,至今未见有关于中微孔多级孔分布的金属有机化合物的相关报道。中微孔多级孔分布的金属有机化合物具有较大的比表面积,并且有相当可观的中孔孔道,这样更有利于分子传输,特别适用于较大的有机分子扩散。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中微孔金属有机化合物,即中微孔多级孔分布的金属有机化合物,并提出相应的制备方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种中微孔金属有机化合物,其是具有中微孔分布的金属有机化合物材料,可按如下步骤制备
1)将金属无机盐和有机羧酸溶解于水或有机溶剂(每200mL溶剂加入2~20mmol金属无机盐和5~30mmol有机羧酸),晶化反应温度为100~220℃,晶化反应10~100小时,自然降温到室温。
2)将产物收集,抽滤、洗涤(用水或有机溶剂)、在30~150℃真空干燥,然后在200~500℃焙烧除去客体分子,制得中微孔金属有机化合物;其具有微孔和中孔多级孔分布,微孔孔径在0.5~1.0nm范围;中孔孔径在2.0~40.0nm。
所述步骤1)多级孔分材料的制备方法为水热或溶剂热合成法,金属无机盐与有机羧酸按金属阳离子与酸根离子化学计量比(0.5~2)添加;合成温度为100~220℃;合成时间为10~100小时。
所述步骤1)金属无机盐类为氯化铬,氯化镍,硝酸铬,硝酸锌,硝酸镧或硝酸铝;有机酸为甲酸,草酸,间苯二甲酸或对苯二甲酸;溶剂为水或N,N-二甲基甲酰胺,1.4-二氧六环,乙醇或甲醇。
所述步骤2)干燥温度为30~150℃;操作时间在4~20小时可调。焙烧温度200~500℃;操作时间在4~10小时可调。
本发明所提供的中微孔金属有机化合物及制备方法具有如下优点:
1.本发明中微孔金属有机化合物具有较大比表面积(大于500m2/g)和较大孔体积(大于0.5cm3/g),中孔和微孔孔径分布都较窄。
2.合成工艺简单,成本较低。本发明采用水热或溶剂热法合成,可以在短时间内得到具有较高产率的产物。
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