[发明专利]一种铜金属有机框架材料及其制备方法、气体捕获方法、气体分离方法

权利要求书

1.一种铜金属有机框架材料，其特征在于，其分子式为{[Cu₂(P)·(H₂O)₂]·2H₂O·3DMF·(CH₃)₂NH₂]}_n，式中P为一负五价阴离子配体，H₅P的结构式为：

2.如权利要求1所述的一种铜金属有机框架材料，其特征在于，所述金属有机框架材料属于三方晶系，空间群为R-3m，具有一个(4，4)-连接的NbO构型拓扑结构，晶胞参数为α/deg＝90.0，β/deg＝90.0，γ/deg＝120.0，

3.如权利要求1所述的一种铜金属有机框架材料，其特征在于，

每一个Cu²⁺离子采用五配位模式与四个羧酸的氧和一个水分子的氧配位，呈现出四角锥形，邻近的两个Cu²⁺中心通过四个羧酸基桥连，形成桨轮状的次级建构单元Cu₂(COO)₄(H₂O)₂，通过配体桥连构建一个3D周期性网状结构；沿c轴方向上，3D周期性网状结构中存在1：1的两种孔笼类型的孔道结构：小的球状笼是由六个无机SBUs和六个有机配体构成的，孔道直径为更大的梭型笼是由十二个无机SBUs和六个有机配体构成的，孔道直径为两者之间为三角形窗口相互连接；球状笼和梭型笼以1:1的比例交替连接形成3D周期性网状结构。

4.一种铜金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将1.8～2.1重量份固体Cu(NO₃)₂·3H₂O和2.7～3.0重量份白色粉末H₅P加入到玻璃瓶中；

在玻璃瓶中加入290～310重量份DMF/H₂O的混合溶液，DMF/H₂O的体积比为6：1，并在此混合溶液中滴加2.8～3.1重量份的浓盐酸溶液，将此混合后的溶液密封后放入鼓风干燥箱，从室温加热到85～90℃；

在85～90℃的条件下保持2500min～3500min；

然后，将混合物以每小时5～8℃的速率降温到25～35℃，得到蓝色块状晶体；

过滤上述蓝色晶体即为铜金属有机框架材料，其分子式为{[Cu₂(P)·(H₂O)₂]·2H₂O·3DMF·(CH₃)₂NH₂]}_n，式中P为一负五价阴离子配体，H₅P的结构式为：

5.如权利要求4所述的一种铜金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，

将混合后的溶液密封后放入鼓风干燥箱，从室温加热到87℃。

6.如权利要求4所述的一种铜金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，

将混合后的溶液密封后放入鼓风干燥箱，从室温加热到85～90℃，在85～90℃的条件下保持3000min。

7.如权利要求4所述的一种铜金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，

将混合物以每小时7℃的速率降温到25～35℃，得到蓝色块状晶体。

8.如权利要求7所述的一种铜金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，

将混合物以每小时7℃的速率降温到30℃，得到蓝色块状晶体。

9.一种CO₂气体捕获方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任一项所述的铜金属有机框架材料对CO₂气体进行吸附。

10.一种CO₂气体和CH₄气体分离方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任一项所述的铜金属有机框架材料对CO₂气体进行吸附。