[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

说明书

技术领域

本发明涉及金属有机框架材料技术领域，特别是一种用于N₂O吸附的金属有机框架材料及其制备方法。

背景技术

气候变化是当今全球面临的重大挑战，人类社会生产生活引起的温室气体排放是全球气候变暖的主要原因。遏制气候变暖，拯救地球家园，是全人类共同的使命。大气中CO₂、CH₄和N₂O是最重要的温室气体，对温室效应的贡献率占了近80％。其中CO₂对增强温室效应的贡献率最大，约占60％，是最重要的温室气体。其次是CH₄，对温室效应的贡献率约占15％。目前N₂O对温室效应的贡献率约占5％，但是其增温效应是CO₂的296～310倍，CH₄的4-21倍。N₂O的环境效应引起人们的广泛关注，许多国际气候变化研究项目都把其列入重要研究内容。氧化亚氮(N₂O)是低层大气中含量最高的一种含氮化合物，它具有红外吸收特征，作为大气中仅次于CO₂和CH₄的几种主要温室气体之一，被列入《京都议定书》减排清单。

研究表明，自工业革命以来，由于人类活动的影响，大气中N₂O的浓度急剧增加，到1990年已经达到310ppb，而且还以每年0.2-0.3％的速度增加。N₂O是除氟里昂外影响平流层O₃的另一种重要化学成分。N₂O在大气中的存留时间长，可输送到平流层。在对流层，N₂O很稳定，停留时间长达120年。当传输到平流层中时，N₂O参与一系列光化学反应，可转化成NO或NO₂，并影响O₃的光化学平衡，最终导致O₃损耗，进而引起臭氧层的破坏。研究表明，如果大气中N₂O浓度增倍，不仅会使全球地表气温平均上升0.4℃，并且使大气层中不同高度的臭氧浓度减少10-16％。

国外在七十年代末就开始应用GC-ECD法(气相色谱-电子捕获检测法)测量大气中的N₂O。但是我国在这方面的研究报道还很少。

2009年美国科学杂志上，Ravishankara教授课题组研究表明：N₂O是整个21世纪中消耗O₃最重要的物质。然而对空气中的N₂O定量分析目前还鲜有研究。金属有机框架材料(MOFs)作为一种新型能源材料，不仅合成途径多种多样、结构奇妙，而且具有高稳定性、比表面积可调节、可有机功能化，其在能源、气体吸附/分离、医药以及催化方面都有潜在的应用，近年来一直吸引科学家的关注。2010年，DENG SHUGUANG教授课题组用经典的MOFs材料、MOF-5及MOF-177对N₂O进行常温下的吸附研究，但是效果很不理想。基于MOFs材料的框架结构可调性及高稳定性等优异性能，我们对其在N₂O捕捉方面做了定量研究，结果表明合成的材料对N₂O有良好的吸附性能。

发明内容

本发明的目的是针对N₂O是强大的温室气体及其对臭氧层的消耗破坏，提供一种用于N₂O吸附的金属有机框架材料及其制备方法，该材料有较好的耐酸碱性能和热稳定性。

本发明的技术方案：