[发明专利]一种用于N2O吸附的金属有机框架材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于N₂O吸附的金属有机框架材料，其特征在于：化学式为{[(CH₃)₂NH₂]₁₉[Ni₂₄(bptc)₉(H₂O)₁₂(μ₂-O)₁₂(μ₃-OH)₄(μ₄-OH)₃]·5H₂O·DMA}_n，式中：n为1到正无穷的自然数，bptc为3,3’,5,5’-联苯四甲羧酸根离子,DMA为N,N-二甲基乙酰胺，(CH₃)₂NH₂为二甲胺阳离子；该金属有机框架材料由过渡金属Ni²⁺离子与有机配体通过配位键或者分子间作用力构成三维网络结构，其中有机配体为3,3’,5,5’-联苯四甲羧羧；该三维网状结构中含有两种配位方式不同的Ni²⁺离子，每三个Ni1离子形成一个三核簇Ni₃，每八个Ni2离子形成一个八核簇Ni₈，并且每八个Ni₃簇与配体形成一个孔径为1.2nm的笼，同时每六个Ni₈簇和八个Ni₃簇形成一个孔径为1.9nm的笼，这两个笼通过配体连接形成三维框架结构。

2.一种如权利要求1所述用于N₂O吸附的金属-有机框架材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

1)将3,3’,5,5’-联苯四甲羧酸、四水合醋酸镍、一水合氢氧化锂加入N,N-二甲基乙酰胺(DMA)和蒸馏水中，常温下搅拌20min，然后加入浓度为16mol/L的浓硝酸得到混合液；

2)将上述混合液在140℃下加热72小时，然后以2℃/min的速率使温度降到室温，过滤得到绿色块状晶体；

3)将上述晶体用蒸馏水洗涤3-5次，然后用甲醇洗涤2次，在空气中干燥，制得用于N₂O吸附的金属有机框架材料。

3.根据权利要求2所述用于N₂O吸附的金属-有机框架材料的制备方法，其特征在于：所述3,3’,5,5’-联苯四甲羧酸、四水合醋酸镍、一水合氢氧化锂、浓硝酸的摩尔比为0.05mmol：0.15mmol：0.1mmol：3mL；一水合氢氧化锂与蒸馏水及N,N-二甲基乙酰胺(DMA)的用量比为0.1mmol：1.5mL：3mL。

4.一种如权利要求1所述用于N₂O吸附的金属有机框架材料的应用，其特征在于：用于N₂O的存储，方法是将制备的金属-有机框架材料用甲醇浸泡72小时以交换孔道中的水和N,N-二甲基乙酰胺(DMA)分子，并且每天更换一次甲醇溶剂以实现完全的溶剂交换；将交换后的金属有机框架材料在真空度1mbar及160℃下加热12小时以除去孔道中的甲醇分子，填装到存放N₂O吸附剂的装置中备用。