[发明专利]一种微波辅助法合成氨基功能化锆基MOFs纳米片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种微波辅助法合成氨基功能化锆基MOFs纳米片及其制备方法和应用，属于纳米催化剂技术领域。该方法包括：将金属锆盐和不同调节剂加入溶剂中进行溶解形成第一溶液；将有机羧酸配体加入溶剂中进行溶解形成第二溶液；将所述第二溶液加至所述第一溶液中超声混匀，置于微波中，微波总功率的5%‑100%反应1‑120 min，冷却至室温离心，洗涤后得到氨基功能化锆基MOFs纳米片；本发明的氨基功能化锆基MOFs纳米片可以用于催化Knoevenagel缩合反应，转化率高、选择性好。

技术领域

本发明涉及一种微波辅助法合成氨基功能化锆基MOFs纳米片及其制备方法和应用，属于纳米催化剂技术领域。

背景技术

金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks ，MOFs)是一类由有机多配位配体连结金属离子节点或团簇形成的有机-无机杂化多孔性晶体材料，在气体存储、气体分离、催化、分子识别、化学传感器等领域取得了令人瞩目的成果。近年来，MOFs与纳米科学的交叉使得MOFs研究进入纳米领域，即金属-有机框架纳米材料(nano-scale metal-organicframeworks ，NMOFs)成为新的研究热点。与传统大尺寸MOFs相比，NMOFs不仅具有传统MOFs的结构优势，如丰富的孔结构、功能化的骨架结构以及超高比表面积等特点，同时兼备形貌规则、尺寸可控、易于在溶剂中分散、结构多样、客体分子在孔隙传输迅速等独特优点。

Knoevenagel缩合法是合成有机化学中碳碳双键形成的最重要方法之一，可用于生产各种α、β不饱和酸，通常称为肉桂酸。这些肉桂酸是合成天然药物和治疗药物，聚合物，化妆品和香水的关键中间体。目前报道的锆基MOFs的制备方法主要还是传统的溶剂热法，通常需要加热到120 ℃，反应24 h以上，而我们发明的一种微波辅助法合成氨基功能化锆基MOFs纳米片采用的是微波辅助法合成锆基MOFs，成本低廉、合成时间较短，合成方法简便。因此，发展微波辅助法合成氨基功能化锆基MOFs纳米新型方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波辅助法合成氨基功能化锆基MOFs纳米片及其制备方法和应用。本发明的氨基功能化锆基MOFs纳米片可以用于催化Knoevenagel缩合反应。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微波辅助法合成氨基功能化锆基MOFs纳米片是以锆盐和有机羧酸为原料采用微波辅助法制备，并通过使用调节剂调节其晶体形貌而得到的纳米材料；

进一步地，所述氨基功能化锆基MOFs纳米片的粒径范围在50-200 nm之间，比表面积为1000-1400 m²· g^-1。

本方案提供所述氨基功能化锆基MOFs纳米片的制备方法，采用微波辅助法，包括如下步骤：(1) 将金属锆盐和不同调节剂加入溶剂中进行溶解形成第一溶液；

(2) 将有机羧酸配体加入溶剂中进行溶解形成第二溶液；

(3) 将所述第二溶液加至所述第一溶液中超声混匀，置于微波中反应。

进一步地，步骤（1）所述金属锆盐和调节剂的摩尔比是1:15-300；所述锆盐是四氯化锆；

步骤（1）所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二乙基甲酰胺；

所述调节剂为浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸、L-脯氨酸、苯甲酸、冰醋酸、甲酸任一种或几种的组合物。

进一步地，所述调节剂为浓盐酸、苯甲酸任一种或几种的组合物。

进一步地，所述调节剂为浓盐酸、苯甲酸按照0.2-16：0.5-40的体积比制成的组合物。所述调节剂组合使用的体积比在这个条件下，调节剂和溶剂的配比使得产品的粒度更为均一。

步骤（2）所述金属锆盐和有机羧酸配体的摩尔比是2:1-1:2；所述有机羧酸是2-氨基-4,4’联苯二甲酸；