[发明专利]多孔稀土金属有机骨架材料、其制备方法及其于天然气储存的应用

权利要求书

1.一种多孔稀土金属有机骨架材料，其特征在于，其结构式如下所示：

其中，RE³⁺为Sc³⁺、Y³⁺、Yb³⁺或Lu³⁺中的一种；X为H、NH₂、F、Cl、Br或I的一种。

2.如权利要求1所述的多孔稀土金属有机骨架材料，其特征在于：该多孔稀土金属有机骨架材料属四方晶系、P(4)3空间群的晶体材料。

3.一种如权利要求1所述的多孔稀土金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤1，将摩尔比为0.2～5∶1的稀土金属的硝酸盐或卤化物与有机配体BTC溶于有机溶剂和水组成的混合溶剂中，有机溶剂与水的摩尔比为5～10∶1，有机配体的浓度为1×10^-2～10mol/L；

步骤2，将上述溶液在4℃～180℃温度条件下反应1～72小时；

步骤3，然后用乙醇数次洗涤，于20℃～150℃温度条件下烘干，得到稀土金属有机骨架材料的无色晶体，其通式为RE(BTC)H₂O；

步骤4，进行活化后得到具有不饱和金属位点以及空旷孔道的不带有端基配位水的多孔稀土金属有机骨架材料，其通式为RE(BTC)。

4.如权利要求3所述的多孔稀土金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于：所述稀土金属为钪、钇、镱或镥。

5.如权利要求3所述的多孔稀土金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于：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’-二乙基甲酰胺或环乙醇。

6.如权利要求3所述的多孔稀土金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于：步骤4包括如下步骤：

步骤4.1，将稀土金属有机骨架材料的无色晶体浸泡在甲醇中24～36小时；

步骤4.2，过滤后于20℃～150℃温度条件下烘干；

步骤4.3，再在200℃～400℃下煅烧2～10小时，除去客体溶剂分子以及端基配位的水分子。

7.如权利要求1所述的多孔稀土金属有机骨架材料于天然气储存的应用。

8.如权利要求7所述的多孔稀土金属有机骨架材料于天然气储存的应用，其特征在于：用于储存甲烷。

9.如权利要求8所述的多孔稀土金属有机骨架材料于天然气储存的应用，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将活化后得到的多孔稀土金属有机骨架材料在120℃～250℃条件下，由普通油泵抽真空处理4～24小时，真空度小于10^-3mmHg；

(2)在20℃～30℃、1～100bar压力下，对上述材料进行储存甲烷能力测试，饱和压力为30～50bar，甲烷储存量达到100～150v(STP)/v。