[发明专利]一种铱固载化金属有机骨架材料催化甲酸制氢的方法

权利要求书

1.一种铱固载化金属有机骨架材料催化甲酸制氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将三口烧瓶与直形冷凝管相连，冷凝管与量气管相接，组装甲酸制氢装置；

(2)将催化剂MOF-101-2加入到烧瓶内，再把烧瓶放到已预热到反应温度的油浴锅中，打开冷凝水开关后，对烧瓶恒温加热5-30min，使反应体系达到热平衡；所述反应温度为30-70℃；

(3)从侧口进料，用注射器将甲酸原料液注入反应瓶，开启搅拌，开始计时；

(4)采用排水法测量反应生成气体的体积；

(5)反应结束后，从烧瓶侧口注水，排净装置内的气体；

(6)用气袋收集反应生成气，采用气相色谱对气体进行定性定量分析；

所述的MOF-101-2为铱固载化金属有机骨架材料，采用如下方法制备：

(a)将MOF-101-1、铱水合物和蒸馏水一起加入到高压反应釜中；在氮气氛围中反应，反应温度为室温，反应时间为12-24h；

(b)反应结束后，对釜内混合物进行减压抽滤、蒸馏水洗涤、干燥即得；

MOF-101-1为吡啶酰胺基功能化NH₂-MIL-101(Al)，采用后合成改性法制备，包括如下步骤：

(一)采用溶剂热法制备NH₂-MIL-101(Al)：

将2-氨基-对苯二甲酸NH₂BDC和N,N-二甲基甲酰胺DMF加到置于油浴锅中的烧瓶内，磁力搅拌至固体完全溶解；待温度升至100-130℃后，利用恒压漏斗将AlCl₃·6H₂O溶液在80-100min内滴加到烧瓶中；继续恒温搅拌2-4h后，关闭搅拌静置12-20h；反应结束后，降至室温，对瓶内的MOF进行纯化活化处理；

(二)将4-二甲氨基吡啶DMAP、N,N-二甲基乙酰胺DMA、NH₂-MIL-101( Al) 混合均匀后加入到高压反应釜中；在氮气氛围中反应，反应温度为75-85℃，反应时间为30-60min；

(三)达到预定时间后冷却降温，冰水浴磁力搅拌下添加吡啶-2-甲酰氯盐酸盐PCCH，继续在高压反应釜中反应；反应在氮气环境中进行，反应温度为30-50℃，反应时间为8-12h；

(四)减压抽滤，并用DMA、乙醇洗涤、干燥，得MOF-101-1。

2.根据权利要求1所述铱固载化金属有机骨架材料催化甲酸制氢的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述MOF-101-2的添加量为20-100mg；步骤(3)中，所述甲酸原料液是5-10mL浓度为0.5-4M的甲酸水溶液。

3.根据权利要求1所述铱固载化金属有机骨架材料催化甲酸制氢的方法，其特征在于，步骤(4)中，排水法使用的是饱和碳酸氢钠水溶液。

4.根据权利要求1所述铱固载化金属有机骨架材料催化甲酸制氢的方法，其特征在于，步骤(5)中，反应结束的标志为反应5min产气体积不超过2mL。

5.根据权利要求1所述铱固载化金属有机骨架材料催化甲酸制氢的方法，其特征在于，步骤(6)中，反应期间在量气管中储存的气体和反应结束后注水排出的气体都收集在同一气袋中。

6.根据权利要求1所述铱固载化金属有机骨架材料催化甲酸制氢的方法，其特征在于，步骤(a)中MOF-101-1、铱水合物[Cp*Ir(H₂O)₃][SO₄]和水的用量分别为0.30-0.90g、0.07g-0.45g、15-45mL。