[发明专利]一种高选择性金属有机骨架材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高选择性金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于包括如下内容：

（1）将有机配体2,7-二（3,5-二苯甲酸）-9-芴酮、碳纳米管和铜源加入到胺类溶剂和去离子水中，密闭搅拌均匀；

（2）向步骤（1）所得的混合溶液中加入硝酸溶液，均匀混合后将密闭容器移至烘箱进行晶化；

（3）对步骤（2）得到的蓝绿色六角状晶体采用N,N'-二甲基甲酰胺和甲醇依次进行多级溶剂萃取增容处理，真空干燥后得到纯净的金属有机骨架材料。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述有机配体2,7-二（3,5-二苯甲酸）-9-芴酮经由铃木偶联反应（Suzukicoupling）制得。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的碳纳米管选自单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种，其比表面积和孔容积分别在3000m²/g和1.50cm³/g以上。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：碳纳米管使用前在体积比为1:1的65wt%的硝酸和70wt%的硫酸混合溶液中浸泡并搅拌，温度在40℃～90℃；抽滤、水洗至中性后，在温度60℃～90℃干燥5～20h。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的铜源选自Cu(NO₃)₂·3H₂O、Cu(NO₃)₂·2.5H₂O、CuSO₄·7H₂O和CuCl₂·5H₂O中的一种或几种，优选为Cu(NO₃)₂·2.5H₂O；胺类溶剂选自N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二乙基甲酰胺和N,N'-二甲基乙酰胺中的一种或几种。

6.按照权利要求1或5所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的有机配体和铜源的摩尔比为（0.1～2）:1；步骤（1）所述的胺类溶剂和去离子水的体积比为（5～10）:1。

7.按照权利要求1、3或5所述的方法，其特征在于：有机配体、碳纳米管、铜源和混合溶液的摩尔比为（0.1～2）：（0.05～1）：1：（10～100），其中混合溶液的摩尔数以水计算。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的硝酸溶液的质量浓度为50wt%～80wt%；硝酸与铜源的摩尔比为（0.1～1）：1。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的晶化温度为40℃～200℃，晶化时间为48h～96h。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的多级溶剂萃取增容处理具体如下：首先以温度在35℃～75℃的N,N'-二甲基甲酰胺溶液抽滤2次，再以甲醇溶液抽滤一次；所得样品真空干燥0.5h～2h后再以甲醇溶液抽滤一次，然后在55℃～105℃下干燥2h；干燥后的样品于80℃～120℃下真空干燥0.5h～2h，获得纯净的金属有机骨架材料。

11.一种铜基金属有机骨架材料，其特征在于采用权利要求1～10任一所述方法制备的。

12.按照权利要求11所述的金属有机骨架材料在甲烷与C₂气体（乙炔、乙烯和乙烷）混合气的选择性吸附分离中的应用。