[发明专利]一种通过改性载体制备金属有机骨架的方法

权利要求书

1.一种通过改性载体制备金属有机骨架的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)改性聚丙烯腈

将聚丙烯腈、叠氮化钠、氯化铵加到N,N-二甲基甲酰胺和水体积比1：2.5～5的混合溶剂中，混合均匀后升温至50～70℃搅拌反应6～8h，之后待反应液降至室温，加入0.5～0.7mol/L盐酸水溶液，搅拌，析出白色沉淀，过滤收集沉淀，洗涤、干燥，得到聚乙烯四唑-共聚丙烯腈固体，将所得聚乙烯四唑-共聚丙烯腈固体制作成中空纤维膜；

所述聚丙烯腈中的腈基与叠氮化钠的物质的量之比为1：1.3～3；

所述氯化铵与叠氮化钠的物质的量之比为1：1.1～2；

(2)合成金属有机骨架膜

配制MOF膜的前驱液，将步骤(1)制备的中空纤维膜浸没于MOF膜的前驱液中进行水热反应，之后经甲醇超声清洗、烘干，得到以聚乙烯四唑-共聚丙烯腈中空纤维膜为载体的金属有机骨架膜；

所述MOF膜为下列之一：

ZIF-8、UIO-66、MIL-101(Fe)、MIF-53(Fe)、NH₂-MIL-101(Al)或NH₂-MIL-101(Cr)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，投料完成后，所述聚丙烯腈中的腈基在N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶剂中的浓度为1～2mol/L。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，当所述MOF膜为ZIF-8时，MOF膜的前驱液以甲酸钠、氯化锌和2-甲基咪唑为原料，甲醇为溶剂进行配制，水热反应的温度为80℃，时间为12h；所述甲酸钠、氯化锌、2-甲基咪唑的质量比为1：1.5～3：1.5～2，溶剂甲醇的体积用量以甲酸钠的质量计为140～155mL/g；

或者，当所述MOF膜为ZIF-8时，MOF膜的前驱液以六水合硝酸锌、2-甲基咪唑为原料，甲醇为溶剂进行配制，水热反应的温度为80℃，时间为12h；所述六水合硝酸锌、2-甲基咪唑的质量比为1：2～2.5，溶剂甲醇的体积用量以六水合硝酸锌的质量计为45～55mL/g；

当所述MOF膜为UIO-66时，MOF膜的前驱液以氯化锆、对苯二甲酸为原料，甲醇、醋酸为溶剂进行配制，水热反应的温度为120℃，时间为24h；所述氯化锆、对苯二甲酸的质量比为1：0.5～0.9，溶剂甲醇、醋酸的体积用量以氯化锆的质量计分别为240～250mL/g、7～8mL/g；

当所述MOF膜为MIL-101(Fe)时，MOF膜的前驱液以六水合氯化铁、对苯二甲酸为原料，甲醇为溶剂进行配制，反应的温度为150℃，时间为15min；所述六水合氯化铁、对苯二甲酸的质量比为1：0.5～0.7，溶剂甲醇的体积用量以六水合氯化铁的质量计为155～165mL/g；

当所述MOF膜为MIF-53(Fe)时，MOF膜的前驱液以六水合氯化铁、对苯二甲酸为原料，甲醇为溶剂进行配制，反应的温度为150℃，时间为15h；所述六水合氯化铁、对苯二甲酸的质量比为1：0.5～0.7，溶剂甲醇的体积用量以六水合氯化铁的质量计为15～20mL/g；

当所述MOF膜为NH₂-MIL-101(Al)时，MOF膜的前驱液以六水合氯化铝、2-氨基对苯二甲酸为原料，甲醇为溶剂进行配制，反应的温度为150℃，时间为15h；所述六水合氯化铝、2-氨基对苯二甲酸的质量比为1：1～1.2，溶剂甲醇的体积用量以六水合氯化铝的质量计为80～90mL/g；

当所述MOF膜为NH₂-MIL-101(Cr)时，MOF膜的前驱液以九水合硝酸铬、2-氨基对苯二甲酸、氢氧化钠为原料，去离子水为溶剂进行配制，反应的温度为150℃，时间为12h；所述九水合硝酸铬、2-氨基对苯二甲酸、氢氧化钠的质量比为1：0.4～0.5：0.2～0.3，溶剂去离子水的体积用量以九水合硝酸铬的质量计为17～20mL/g。