[发明专利]一种铬镁双金属MOFs吸附剂MIL‑101(Cr,Mg)及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种铬镁双金属MOFs吸附剂MIL-101(Cr,Mg)及其制备方法。

背景技术

随着社会现代化进程的加快，化石能源的大量消耗，导致大气中CO₂含量急剧上升,并由此导致了全球气候变暖、冰川融化、海水酸化等一系列的环境问题，已引起国际社会的极大关注，并形成了控制和减少CO₂排放的共识。因此，对CO₂进行捕获和封存成为目前一大科研热点。

近年来，一类新兴的中微多孔材料--金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)，由于其具有极高的比表面积、发达的孔隙结构、丰富的不饱和金属位点、良好的稳定性、孔径可调以及表面可修饰等优点，在CO₂气体吸附分离方面具有广阔的应用前景。Millward等(A.R.Millward,O.M.Yaghi,Metal-organic frameworks with exceptionally high capacity for storage of carbon dioxide at room temperature,Journal of the American Chemical Society 127(2005)17998-17999)报道了MOF-177在298K和35bar时对CO₂的吸附容量高达33.5mmol/g；Llewellyn等(P.L.Llewellyn,S.Bourrelly,C.Serre,A.Vimont,M.Daturi,L.Hamon,G.De Weireld,J.-S.Chang,D.-Y.Hong,Y.Kyu Hwang,High Uptakes of CO₂and CH₄in Mesoporous Metal Organic Frameworks MIL-100and MIL-101,Langmuir 24(2008)7245-7250)报道了MIL-101(Cr)在303K和50bar对CO₂的吸附容量可达到40mmol/g。其中，MOF-177虽然对CO₂的吸附容量大，但其水稳定性差，应用性不高，而MIL-101(Cr)不仅CO₂吸附量很大，且稳定性高，是目前结构稳定、对CO₂吸附容量最大的材料之一，被认为是一种极具前景的CO₂吸附剂。

为了进一步提高MIL-101(Cr)对CO₂的吸附容量，主要有两种方法。一种是将MIL-101(Cr)与氧化石墨烯复合，如Zhou(X.Zhou,W.Huang,J.Miao,Q.Xia,Z.Zhang,H.Wang,Z.Li,Enhanced separation performance of a novel composite material GrO@MIL-101for CO₂/CH₄binary mixture,Chemical Engineering Journal266(2015)339-344)制备的GrO@MIL-101(Cr)复合材料，相对于MIL-101(Cr)，它的CO₂的吸附量提高了53.4％。另一种方法是对MIL-101(Cr)进行有机胺修饰，如Khutia等(A.Khutia,C.Janiak,Programming MIL-101Cr for selective and enhanced CO₂adsorption at low pressure by postsynthetic amine functionalization,Dalton Trans 43(2014)1338-1347)报道MIL-101(Cr)-NH₂在293K和1bar条件下，对CO₂的吸附量比MIL-101(Cr)的上升了48％。

发明内容

为了进一步对以上现有技术进行改进，本发明的首要目的在于提供一种铬镁双金属MOFs吸附剂MIL-101(Cr,Mg)的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种由上述方法制备得到的铬镁双金属MOFs吸附剂MIL-101(Cr,Mg)。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种铬镁双金属MOFs吸附剂MIL-101(Cr,Mg)的制备方法，包括以下制备步骤：