[发明专利]由多孔材料负载离子液体的复合材料及其制备方法和应用有效
申请号: | 201611081105.X | 申请日: | 2016-11-30 |
公开(公告)号: | CN108114698B | 公开(公告)日: | 2020-11-13 |
发明(设计)人: | 高艳安;辛英祥;王畅 | 申请(专利权)人: | 中国科学院大连化学物理研究所 |
主分类号: | B01J20/22 | 分类号: | B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02 |
代理公司: | 沈阳晨创科技专利代理有限责任公司 21001 | 代理人: | 郑虹 |
地址: | 116023 *** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 多孔 材料 负载 离子 液体 复合材料 及其 制备 方法 应用 | ||
本发明公开了一种由多孔材料负载离子液体的复合材料及其制备方法和应用,该复合材料是将离子液体负载于有机多孔材框架所得,所述的多孔材料作为支撑载体,将其与离子液体或者离子液体与其他溶剂的分散剂接触一定时间后,通过研磨得到以多孔材料为支撑载体的复合材料;对得到的复合材料进行真空加热干燥以促进离子液体进入孔道内。本发明得到的复合材料具有较高的稳定性,并可应用于H2、CH4、SO2、NH3和CO2气体的存储分离。
技术领域
本发明属于气体存储分离领域,具体涉及一种由多孔材料负载离子液体的复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。它一般由有机阳离子和无机阴离子组成,常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等,阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、双(三氟甲黄酰亚胺)负离子、硝酸根离子、羧酸根离子等。离子液体的蒸汽压几乎可以忽略,对有机和无机物都有良好的溶解性,具有良好的热稳定性和化学稳定性,易于其他物质分离,可以说,离子液体是一种绿色环保的溶剂,离子液体的开发,是人类向绿色化工生产和可持续发展迈进的重要一步。离子液体在催化、有机合成、气体吸附、磁性和荧光材料、分析化学领域发挥着举足轻重的作用。
最近的研究表明,离子液体特别是有咪唑阳离子和双(三氟甲磺酰亚胺)阴离子形成的离子液体二氧化碳、甲烷等小分子气体具有很好的溶解性,被誉为新一代的气体捕获剂,在气体的捕获和分离领域发挥重要的作用。离子液体对于气体的溶解机理是依靠分子间偶极/诱导偶极的相互作用以及分子色散力。将离子液体负载于多孔材料当中制备成复合材料,用于气体分子的吸附分离,也引起了研究人员的广泛关注。
共价有机框架材料(COFs)是一类新兴的由开放孔洞所构成的晶型有序的有机骨架结构材料。这类材料骨架中不含有金属元素,完全是由含有轻元素(H,C,N,B,O,Si等)的有机构筑单元通过强共价键连接而成的多孔材料。在材料结构上,COFs具有骨架密度较低、比表面积大、孔道规则有序、可控的物理化学性质、易功能化以及合成策略多样化等特点。其中3D COFs材料中,分子构筑单元通过共价键连接组装形成一种特定的三维空间网络结构,这种3D结构具有更大的比表面积和更多的空间开放位点,由于COFs材料的高度多样化加上其均一的孔道结构,作为主体材料与客体小分子的应用潜能就显现出来了。
本发明提出一种以多孔材料负载离子液体的新型复合材料,利用三维共价有机框架材料的孔笼作为支撑载体,将离子液体引入到这类材料的孔笼之中。该类材料在实际应用中可以用作吸附剂,在原有多孔材料的基础上,利用离子液体对气体小分子的溶解性,对气体进行选择吸附分离,因此该类材料具有良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由多孔材料负载离子液体的复合材料及其制备方法和应用,该复合材料是利用多孔材料的孔笼作为支撑载体来负载离子液体的一种新型复合材料。
为了实现上述目的,本发明提供如下的技术方案:
一种由微孔材料负载离子液体的复合材料,该是将离子液体负载于有机多孔材框架。所述的多孔材料为晶化的共价有机框架材料所得,其孔笼尺寸小于2nm。
所述的离子液体为季铵阳离子型,季膦阳离子型,吡啶阳离子型,咪唑阳离子型离子液体。
所述的多孔材料为晶化的共价有机框架材料。
一种由多孔材负载离子液体的复合材料的制备方法,其特征在于:该方法的具体步骤为:将多孔材料作为支撑载体,将其与离子液体,或者离子液体与有机溶剂(乙醇或二氯甲烷)混合均匀,进行研磨,研磨结束后将所得的固体进行真空加热干燥,得到以多孔材料为支撑载体的复合材料。
所述多孔材料与离子液体的质量比为(0.1~10):1。
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