[发明专利]一种用于气体分离的多孔甲酸镍晶粒的合成方法

权利要求书

1.一种用于气体分离的多孔甲酸镍晶粒合成方法，其特征在于：多孔甲酸镍晶粒是由Ni^II+与HCOO^-在溶剂中通过配位络合组装而成的多孔晶体；

所述多孔甲酸镍晶粒的形状包括无规则、圆球、四方饼或切角四方片中的一种，随着助剂添加量的增加，多孔甲酸镍晶粒形状依次变化；

所述多孔甲酸镍晶粒尺寸介于30 nm-20 μm，多孔甲酸镍晶粒形大小，随反应温度与时间的增加逐渐增大；

其制备的具体步骤为：

(a) 首先按照Ni^II+与HCOO^-化学计量比1:2，称取Ni金属前驱体在反应溶剂中溶解形成混合液I，称取甲酸前驱物溶于反应溶剂中形成混合液II，混合液II中加入助剂，将溶液I滴加到溶液II中形成均匀混合物；所述多孔甲酸镍晶粒形状控制助剂是水，于均匀混合物中水的含量为反应溶剂总量的0-15 wt %，且不为0；

(b) 再将上述均匀混合物，转入反应釜中，在搅拌密闭的反应釜中反应4-72 h，然后降至室温；

(c) 将反应后的混合物 进行分离，然后用洗涤溶剂洗涤2-5次，在60-120℃干燥2-24h后得到多孔甲酸镍晶粒 ；

所述的反应溶剂为甲醇、乙醇、DMF、DMA中的一种或二种以上混合物。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：反应溶剂为甲醇、DMF中的一种或二种混合物。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述Ni金属前驱体为在常温常压下稳定存在、可溶于反应溶剂中的硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、甲酸盐、醋酸盐中的一种或二种以上，其金属离子于均匀混合物中的含量为0.15-0.6 mol/L。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述甲酸前驱物为甲酸甲酯、甲酸乙酯的一种或二种混合，或甲酸甲酯、甲酸乙酯的一种或二种与甲酸的混合物，甲酸根于均匀混合物中含量为金属离子摩尔数的2.5-8倍。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述反应温度的调节范围介于60-160℃，反应时间的调节范围介于4-48 h。

6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述洗涤溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、丙酮的一种或二种以上混合液，洗涤溶剂用量为反应溶剂体积的2-50%。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于：

所述洗涤溶剂为甲醇、乙醚、丙酮的一种或二种以上混合液，其使用量为反应溶剂体积的5-20%。

8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：该甲酸镍多孔材料适用于含氮甲烷气的分离与净化过程，所述多孔甲酸镍晶粒的CH₄/N₂平衡吸附分离因子大于等于5，298K、1bar时的CH₄吸附容量大于0.4 mmol/g。

9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述甲酸镍晶粒晶体为多孔材料，Langmuir法N₂比表面积介于200-500 m²/g之间，孔径分布介于0.4-0.65 nm。