[发明专利]使用环糊精基金属有机框架的方法

说明书

本发明涉及一种方法，其包含(1)使溶剂与吸附有CO₂的多孔环糊精基金属有机框架CD‑MOF接触以释放CO₂，和(2)收集所述所释放CO₂。所述CD‑MOF包含至少一种金属阳离子和多种环糊精组分。

相关申请案的交叉参考

根据35U.S.C.§119(e)，本申请案主张2015年7月29日提出申请的美国临时申请案第62/198,407号的优先权，所述申请案的内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及使用环糊精基金属有机框架(CD-MOF)的方法以及相关系统、组分和产物。

背景技术

鉴于人为CO₂产生的预期有害效应，从气态废流隔离二氧化碳已成为科学界和国际社会的迫切问题。最近，已出现使用衍生自石油化学来源的金属有机框架(MOF)的针对此目标的若干方式。MOF还称为配位聚合物或配位网络，其通常由配位到有机连接体以形成高度多孔且充分界定的结晶结构的金属中心构成，所述结晶结构通常与常规活性碳和沸石相比具有极高表面积。游离羟基和胺残基已知可与二氧化碳反应以分别形成碳酸和氨基甲酸。这些官能基已通过合理结构设计添加到MOF中。尽管这些进步在其增量存储能力方面引人注目，但其通常自环境有害的材料合成。因此，仍需研发来自可再生且生物相容的简单组分的功能材料。

发明内容

本发明是基于以下意外发现：通过使溶剂(例如有机溶剂、水或其混合物)与吸附有CO₂的CD-MOF接触，CO₂可易于从CD-MOF释放。然后可收集所释放CO₂以用于各种应用中。

在一方面中，本发明描述包含以下的方法：(1)使溶剂与吸附有CO₂的多孔环糊精基金属有机框架(CD-MOF)接触以释放CO₂，和(2)收集所释放CO₂。CD-MOF包含至少一种金属阳离子和多种环糊精组分。

在另一方面中，本发明描述包含以下的方法：(1)将多孔CD-MOF布置于包括至少约0.04体积％CO₂的气体以形成吸附有CO₂的CD-MOF，和(2)使溶剂与吸附有CO₂的CD-MOF接触以释放CO₂。CD-MOF包含至少一种金属阳离子和多种环糊精组分。

在再一方面中，本发明描述包含以下的方法：(1)使溶剂与吸附有CO₂的多孔CD-MOF接触以释放CO₂，和(2)收集所释放CO₂。CD-MOF包含至少一种金属阳离子和多种环糊精组分。吸附有CO₂的CD-MOF包含至少约4重量％的CO₂。

实施例可包含下列特征中的一或多者。

在一些实施例中，吸附有CO₂的CD-MOF可包含至少约4重量％和/或至多约10重量％的CO₂。

在一些实施例中，溶剂可为C_1-10醇、C_1-10烷烃、二氯甲烷、水、丙酮、乙酸、乙腈、苯、甲苯、二甲基甲酰胺或其混合物。

在一些实施例中，溶剂可经CO₂饱和。

在一些实施例中，溶剂可呈液体或蒸气形式。

在一些实施例中，环糊精可为γ-环糊精。

在一些实施例中，金属阳离子可为第I族金属阳离子(例如Na⁺、K⁺、Rb⁺或CS⁺)、第II族金属阳离子或过渡金属阳离子。