[发明专利]尺寸可控的合成金属有机框架的方法

权利要求书

1.一种尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将至少一种金属盐溶解在溶剂A中配制成金属前驱液；

(b)将至少一种具有二齿及以上的配体溶解在溶剂B中配制成配体前驱液；

(c)分别将金属前驱液和配体前驱液通过独立的输送管道逐步输送到反应器中进行反应，反应温度0-200℃；

(d)反应停止后，取出反应液通过离心及洗涤得到的金属有机框架材料。

2.如权利要求1所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，所述步骤(a)中金属盐中金属离子选自以下一种或多种金属离子：Mn、Fe、Co、Ni、Ca、Cr、Cu、Zn、Cd、Al、Ga、In、Y、Ce、Nb、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Ti、Zr、Hf、V。

3.如权利要求1所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，所述步骤(b)的具有二齿及以上的配体能通过配位键作用桥连至少两个金属离子或者金属簇，该配体至少一个官能团选自以下官能团的组合：羧酸根、磷酸根、氨基、磺酸基、咪唑基、吡啶基、苯酚基。

4.如权利要求1所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，所述溶剂A和溶液B分别选自以下一种或多种溶剂的混合：水、C_1-10烷醇、C_1-6多元醇如乙二醇、任选卤代的C_1-20链烷烃、甲酸、乙酸、丙酸、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二乙基甲酰胺(DEF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲亚砜(DMSO)、三乙胺、乙醚、乙腈、苯、甲苯、氯苯、丙酮、环酮如环己酮、二氯甲烷、三氯甲烷、吡啶、四氢呋喃。

5.如权利要求1所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，反应器中在输送前驱液前无溶液。

6.如权利要求1所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，反应器中在输送前驱液前含有初始溶液；所述初始溶液包括溶剂、金属盐溶液、配体溶液、含有金属有机框架粒子的溶液中的一种或多种的混合。

7.如权利要求1所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，反应过程中，金属前驱液的输送和配体的前驱液的输送同时进行，加入的金属盐的量及配体的量的比例优选与目标材料中金属与配体的比例相同。

8.如权利要求1所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，金属框有机框架在形成过程中分成两个阶段，分别是成核阶段和生长阶段，其特征在于：通过调控反应过程中的成核阶段的成核数目和生长阶段的粒子的生长程度来控制制备的金属有机框架材料的尺寸。

9.如权利要求8所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，所述成核数目可以在反应最开始阶段通过对以下反应参数的一项或者多项的改变而进行调控：前驱液的输送速度、初始溶液的成分、初始溶液的浓度、初始溶液的量。

10.如权利要求8所述的尺寸可控的合成金属有机框架的方法，其特征在于，通过改变加入的反应原料的量控制粒子的生长程度，相同的反应条件下，加入的反应原料的量越多，得到的金属有机框架材料的尺寸越大。