[发明专利]一种基于InIII的金属有机骨架及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种基于In^III的金属有机骨架及其制备方法和应用。采用的技术方案是：包括如下合成步骤：将In(NO₃)₃，1,2,4‑H₃btc，哌嗪，水加入容器中，于常温下搅拌20‑40分钟；将容器密封后，放入烘箱中，于温度160℃±10℃下，保持2‑4天；缓慢冷却到室温，得到浅黄色棒状晶体；洗涤、过滤并干燥，得目标产物。本发明制备的基于In^III的金属有机骨架，制备方法简单，可反复循环利用，使用五次后，催化活性几乎不变。本发明制备的基于In^III的金属有机骨架作为催化剂，可高效催化CO₂和环氧化物环加成反应。

技术领域

本发明涉及一种基于In^III的金属有机骨架，具体的说，涉及一种对CO₂和环氧化物环加成反应具有高催化活性的基于In^III的金属有机骨架。

背景技术

金属有机骨架(MOFs)作为一种功能性材料已被广泛研究，例如：气体存储，催化，分离和荧光传感器。尤其是这类材料具有较大的比表面积、孔道结构多样性及可调性，可在设计合成过程中同时引入功能化的有机配体和金属离子中心。合成的金属有机骨架可以具有不饱和的金属配位位点。一方面金属离子在合成过程中可以以不饱和配位的方式参与到金属有机骨架结构中；另一方面为了满足金属离子饱和配位的要求，一些小的溶剂分子也会和金属离子配位。然而当金属有机骨架在经过一定的预处理活化后，溶剂分子就会从骨架中排出，从而得到不饱和配位的金属离子。MOFs有Lewis酸位点，酸位点和其他催化活性位点，可以作为一类优良的催化剂。

大气中的CO₂对全球气候变暖产生影响，同时CO₂又是地球上储量最丰富、最廉价的绿色可再生资源。因此CO₂的资源化利用成为了科研工作者们的研究重点。其中将CO₂和环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯是最具有前景、最吸引人的方法之一。因此，设计带有催化活性位点，高稳定性的MOFs，可以实现CO₂高活性转换。

发明内容

本发明的目的是利用In^III作为金属节点，利用1,2,4-H₃btc，哌嗪作为有机配体，在一定的温度下，利用溶剂热的方法合成一种基于In^III的金属有机骨架。

本发明采用的技术方案如下：基于In^III的金属有机骨架，包括以下合成步骤：

1)In(NO₃)₃，1,2,4-苯三甲酸(1,2,4-H₃btc)，哌嗪，水加入容器中，于常温下，搅拌20-40分钟；

2)将容器密封后，放入烘箱中，于160℃±10℃下，保持2-4天；

3)缓慢冷却到室温，得到浅黄色棒状晶体；所述的缓慢冷却到室温的降温速率为2-8 ℃·h^-1；

4)洗涤、过滤并干燥，得目标产物。