[实用新型]一种多元过渡金属离子复合型MOFs材料制备装置

说明书

本实用新型提出了一种多元过渡金属离子复合型MOFs材料制备装置，包括反应釜、第一储料罐、第二储料罐、反应床、第二溶剂罐和第三溶剂罐，第一储料罐和第二储料罐同时连通于反应釜的进料口，第一储料罐内的储料为第一种金属离子溶液，第二储料罐内的储料为有机配体溶液，反应床的进料口连通于反应釜的出料口，第二溶剂罐和第三溶剂罐同时连通于反应床顶部，第二储料罐内的储料为表面活性剂，第三储料罐内的储料为第二种金属离子溶液；将多个相互独立的工艺流程进行一体化集成，使多个MOF耦合反应得到有机结合，实现了多元过渡金属离子复合型MOFs材料的工业化制备，缩短了工艺流程，降低了工艺难度。

技术领域

本实用新型涉及MOFs材料制备技术领域，尤其涉及一种多元过渡金属离子复合型MOFs材料制备装置。

背景技术

金属-有机框架材料，即MOFs材料，是近十年来发展迅速的一种配位聚合物，具有三维的孔结构，一般以金属离子为连接点，有机配位体支撑构成空间3D延伸，是沸石和碳纳米管之外的又一类重要的新型多孔材料，它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点，在催化、储能和分离中都有广泛应用。

目前，多元过渡金属离子复合型MOFs材料一般采用实验室制法进行制备，工艺流程中需要分解为多个步骤独立进行，步骤繁琐，工艺复杂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了制备流程集成化，适用于工业化制备，操作难度低的一种多元过渡金属离子复合型MOFs材料制备装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种多元过渡金属离子复合型MOFs材料制备装置，包括反应釜、第一储料罐、第二储料罐、反应床、第二溶剂罐和第三溶剂罐；第一储料罐和第二储料罐同时连通于反应釜的进料口；第一储料罐内的储料为第一种金属离子溶液，第一储料罐的储料组分为硝酸钴、氯化钴、硫酸钴、醋酸钴、硝酸铜、氯化铜、硫酸铜、氯化铬、硝酸铁、氯化铁、硫酸铁、醋酸铁、硝酸铝、硝酸锌、醋酸锌、氯化锌、硫酸锌、氯化铝、硫酸铝或醋酸铝；第二储料罐内的储料为有机配体溶液，第二储料罐的储料组分为2-氨基对苯二甲酸、2,5-二氨基对苯二甲酸、2-氨基联苯-4,4’-二羧酸、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-羟基对苯二甲酸、2,3-二羟基对苯二甲酸、2-氯对二苯甲酸、2-溴对苯二甲酸、2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、偶氮苯-4,4-二羧酸、2,5-二氨基对苯二甲酸或4-(4-吡啶基)苯甲酸；反应床的进料口连通于反应釜的出料口；第二溶剂罐和第三溶剂罐同时连通于反应床顶部；第二溶剂罐内为表面活性剂，第二溶剂罐的表面活性剂为氨水、乙二胺、三乙胺、三乙醇胺、三乙烯二胺、四甲基乙二胺、二异丙基乙胺、苯胺或吡啶；第三溶剂罐内为第二种金属离子溶液，第三溶剂罐的溶剂组分为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、醋酸镍、硝酸锰、氯化锰、硫酸锰、醋酸锰、硝酸钛、氯化钛、硫酸钛、硝酸银或氯化金。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第一溶剂罐，第一溶剂罐连通于反应床顶部且靠近反应床进料口，第一溶剂罐内的溶剂组分为水、无水乙醇、无水甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、乙腈、甲苯、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺或二甲基亚砜。

更进一步优选的，还包括喷淋装置，两个喷淋装置固定安装于反应床内腔顶部，其中一个喷淋装置靠近反应床进料口并连通于第一溶剂罐，另一个喷淋装置同时连通于第二溶剂罐和第三溶剂罐。

更进一步优选的，第一溶剂罐、第二溶剂罐和第三溶剂罐均有两组，且两组各溶剂罐分别独立向反应床输送溶剂。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括收集装置，收集装置连通于反应床出料口。

更进一步优选的，还包括输送泵，输送泵连通于反应釜出料口和反应床进料口之间以及反应床出料口和收集装置进料口之间。

在以上技术方案的基础上，优选的，反应釜为控温控压反应釜。