[发明专利]一种具有钒钨双金属配位的金属有机配合物催化材料

说明书

本发明公开了一种具有钒钨双金属配位的金属有机配合物催化材料，其特征在于通过对苯二甲酸有机配体与三价钒离子及六价钨离子以无水乙醇为溶剂的溶剂热法合成出一种新型的类MIL‑88B(V)‑W金属有机配合物，该金属有机配合物热稳定性较高，并具有优良的NO_x催化转化性能，是一种性能优良的新型金属有机配合物催化材料。

技术领域

本发明为一种具有钒钨双金属配位的金属有机配合物催化材料，具体而言为一种V金属及W金属与对苯二甲酸化合生成的双金属有机配合物及其制备，并可作为催化材料。涉及到一种金属有机配合物的合成，并作为一种新型的催化材料具有良好的催化反应性能。

背景技术

金属有机配合物具有高度分散的金属节点及可调变性，在气体吸附与分离、光学、电学、磁学、化学传感和多相催化等领域表现出巨大的应用潜力。金属有机框架(MOFs)材料不仅可以直接作为催化剂使用，巨大的比表面积使其亦可作为优良的催化剂载体使用。近年来，金属有机框架材料的调变改性成为研究热点之一，许多改性后的金属有机框架材料展现出更加优异的性能。

以V为活性组分的V₂O₅/TiO₂氧化物催化剂具有良好的储氧能力和优异的氧化还原性，在NH₃-SCR反应中脱硝活性高、反应窗口宽等优点(DOI:10.1016/j.apcatb.2007.04.021)。之后的研究中W离子作为一种助催化剂加入V₂O₅/TiO₂氧化物催化剂中，W离子的加入使催化剂中形成新的B酸位点，使其催化活性进一步提高(DOI:10.1016/j.jre.2017.06.004)。在之前研究中，以V离子为金属节点的MOFs材料MIL-88B(V)在NH₃-SCR反应中具有良好的催化活性(DOI:10.1002/cctc.202001622)。有鉴于此，本发明以三价V离子及六价W离子为金属节点来源与对苯二甲酸有机配体连接成一种新型的具有较高热稳定性MIL-88B(V)-W金属有机配合物，并将其作为NH₃-SCR活性优良的新型NO_x转化催化材料。

发明内容

本发明的目的是为了合成出一种以三价V离子及六价W离子为金属节点来源与对苯二甲酸有机配体连接成一种新型的具有较高热稳定性的类MIL-88B(V)-W金属有机配合物，并将其作为NH₃-SCR活性优良的新型NO_x转化催化材料。本发明通过对苯二甲酸有机配体与三价V离子及六价W离子以溶剂热法合成新型类MIL-88B(V)-W金属有机配合物，相较MIL-88B(V)金属有机配合物具有更好的低温NO催化转化活性，可作为SCR活性优良的新型NO_x转化催化材料。

本发明提供的一种掺杂W的V基金属有机配合物催化材料及其制备按以下步骤进行：

(1)对苯二甲酸(H₂BDC)与V盐(VCl₃)及W盐(WCl₆)溶于无水乙醇中，常温搅拌直至三者全部溶解，最后加入盐酸调节剂，搅拌均匀。其中，H₂BDC与VCl₃及WCl₆的投料摩尔比为0.9～1.1：0.9～1.1：0.05～0.15，无水乙醇体积与H₂BDC质量比例约为20～50mL：1g，盐酸浓度为1mol/L，盐酸体积用量与H₂BDC质量比例约为4～7mL:1g。

(2)将步骤(1)所得混合液转移至聚四氟乙烯衬底的反应釜中，将反应釜移至烘箱中，程序升温至120～150℃，静置晶化36～48小时，然后程序降温至室温将反应釜取出。其中，程序升温和降温速率为0.5～1℃/min。

(3)将步骤(2)所得绿色沉淀物离心分离，沉淀物用无水乙醇洗涤三次，去除未反应的原料。其中，每次洗涤用无水乙醇体积用量约为合成反应中无水乙醇用量的二分之一。