[发明专利]一种铬金属有机骨架催化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机化学、有机化学及材料化学交叉技术领域，具体涉及一种双功能离子液体修饰的具有路易斯酸性位点和离子液体位点的双功能铬金属有机骨架催化材料及其制备方法。

背景技术

当今现代社会的主要能量来源依然是化石燃料，石化燃料燃烧产生的能量占总能量需求的85％，随之而来的问题是大量二氧化碳(CO₂)的产生，造成温室效应。在过去的半个世纪中，大气中的CO₂浓度从609mg/m³增长到746mg/m³，对全球气候及生态平衡造成很大的影响，导致了严重的环境和生态问题，将威胁人类生存。但是，CO₂最为一种重要的C1资源，在工业合成中可以作为原料合成很多重要的化工产品。其中一个有意义的工业应用是利用CO₂与环氧化合物反应生成重要工业产品环状碳酸酯(M.North,R.Pasquale and C.Young,“Synthesis of cyclic carbonates from epoxides and CO₂”,Green Chemistry.,2010,12,1514)。所以固定CO₂生成工业产品不仅可以改善环境问题，而且能够带来很好的工业效益。

金属有机骨架多孔材料(Metal-Organic Framework,MOF)具有很大的比表面积、永久的孔结构和易于进行后修饰的特点，可以用于合成功能性的异相催化剂。在MOF材料的孔道中修饰有机官能团和贵金属纳米粒子等，都可以制备不同功能化的MOF异相催化材料(J.Lee,O.K.Farha,J.Roberts,K.A.Scheidt,S.T.Nguyen and J.T.Hupp,“Metal-organic framework materials as catalysts”,Chem.Soc.Rev.,2009,38,1450-1459)。目前已报道的用于催化CO₂环加成反应的MOF异相催化剂可以被分为两类。第一类MOF催化剂可以在较温和的条件下进行催化反应，但是需要有均相协同催化剂(卤素离子)同时存在的条件下才能使用，这就造成了产物必须经过分离提纯，使得合成工艺复杂化；第二类MOF催化剂可以在不需要均相协同催化剂的条件下催化CO₂环加成反应，但是需要较高的反应温度(>100℃)和较高的CO₂压力(>3MPa),这就造成了工业成本的增加，不利于节能环保。

以上结果表明，可在温和及不需要均相协同催化剂条件下催化CO₂环加成反应的MOF异相催化剂的制备仍然是一个挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，现有技术合成的催化剂需要在均相协同催化剂存在或高温高压的条件下才能使用。为解决这一问题，本发明提供了一种铬金属有机骨架催化材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案是，提供一种铬金属有机骨架催化材料，其特征是，由2-氨基对二苯甲酸与金属铬盐以六配位的形式进行配位，2-氨基对二苯甲酸的氨基上修饰季磷盐离子液体，所述铬金属有机骨架催化材料的结构式为：

其中3>n>0。所述铬金属有机骨架催化材料属于立方晶系，Fd3m空间群。

所述铬金属有机骨架催化材料的制备方法是：