[发明专利]一种高价态金属有机框架材料、其制备及应用

权利要求书

1.一种高价态金属有机框架材料，其特征在于：所述材料的通式为[(CH₃)₂NH₂][M(TCPB)]，M为铟、钒或铝的三价阳离子，TCPB为1,2,4,5-四(3-羧基苯基)苯的四价阴离子，具体是采用如下方法制备的：

(1)将M元素对应的金属盐和H₄TCPB加入有机溶剂中，完全溶解后再加入调节剂酸并混合均匀，得到反应混合溶液；

其中，调节剂酸包括盐酸、硝酸、甲酸、乙酸或三氟乙酸；M元素对应的金属盐、H₄TCPB、调节剂酸以及有机溶剂的摩尔比为1：1：(0.01～0.05)：2；步骤(1)中的有机溶剂选用N,N’-二甲基甲酰胺或N,N’-二甲基乙酰胺；

(2)将反应混合溶液进行溶剂热合成反应，溶剂热反应温度为100℃～160℃以及反应时间为48h～96h，反应结束后采用有机溶剂进行清洗，之后干燥，得到所述高价态金属有机框架材料。

2.一种如权利要求1所述的高价态金属有机框架材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下，

(1)将M元素对应的金属盐和H₄TCPB加入有机溶剂中，完全溶解后再加入调节剂酸并混合均匀，得到反应混合溶液；

其中，调节剂酸包括盐酸、硝酸、甲酸、乙酸或三氟乙酸；M元素对应的金属盐、H₄TCPB、调节剂酸以及有机溶剂的摩尔比为1：1：(0.01～0.05)：2；步骤(1)中的有机溶剂选用N,N’-二甲基甲酰胺或N,N’-二甲基乙酰胺；

(2)将反应混合溶液进行溶剂热合成反应，溶剂热反应温度为100℃～160℃以及反应时间为48h～96h，反应结束后采用有机溶剂进行清洗，之后干燥，得到所述高价态金属有机框架材料。

3.根据权利要求2所述的一种高价态金属有机框架材料的制备方法，其特征在于：M元素对应的金属盐为In(NO₃)₃·4H₂O、Al(NO₃)₃·4H₂O或VCl₃。

4.根据权利要求2所述的一种高价态金属有机框架材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的有机溶剂选用N,N’-二甲基甲酰胺和甲醇的混合溶剂、N,N’-二甲基甲酰胺和乙醇的混合溶剂、N,N’-二甲基乙酰胺和甲醇的混合溶剂或N,N’-二甲基乙酰胺和乙醇的混合溶剂。

5.根据权利要求4所述的一种高价态金属有机框架材料的制备方法，其特征在于：混合溶剂中，甲醇或乙醇的质量百分含量为25％～50％。

6.一种如权利要求1所述的高价态金属有机框架材料的应用，其特征在于：所述高价态金属有机框架材料用于CO₂/N₂的分离。

7.根据权利要求6所述的一种高价态金属有机框架材料的应用，其特征在于：所述高价态金属有机框架材料达到吸附饱和后，在不高于100℃下进行抽真空处理使其脱附，脱附后的高价态金属有机框架材料重复利用。