[发明专利]一种采用水热反应法制备缺陷型Mg-MOF-74的方法

说明书

本发明提供了一种采用水热反应法制备缺陷型Mg‑MOF‑74的方法，属于MOF材料制备技术领域。本发明采用MgClsubgt;2/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O作为金属源结合MOF‑74制成一种缺陷型Mg‑MOF‑74材料。本发明所制备的缺陷型Mg‑MOF‑74材料能够依托于结构缺陷，进而增加吸附位点，使本发明的材料对COsubgt;2/subgt;的吸附性能提升15％左右。

技术领域

本发明涉及MOF材料制备技术领域，尤其涉及一种采用水热反应法制备缺陷型Mg-MOF-74的方法。

背景技术

Mg-MOF-74材料是由金属离子(Mg²⁺)和有机配体(2,5-二羟基对苯二甲酸)通过配位键组装形成的化合物。现有技术制备Mg-MOF-74材料的金属离子来源单一，都需要以Mg(NO₃)₂·6H₂O为金属源提供金属镁离子(Mg²⁺)，而硝酸根盐类都是《易制爆危险化学品治安管理办法》管控类药品，不仅购买、使用受限，而且储存存在安全隐患，不利于科研的有利进展。

制造MOF类材料晶格缺陷，增加吸附位点数量是提高CO₂吸附性能的途径之一，现有技术制备缺陷型MOF材料往往是通过两步法制备，先是制备出完整晶体，然后通过强配位配体替换原有配体，从而制备出富含缺陷的MOF晶体，制备方法繁琐效率较低。且现有技术样品收得量较低，同时现有技术对Mg-MOF-74材料在CO₂吸附性能低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种采用水热反应法制备缺陷型Mg-MOF-74的方法，该方法为一步法，制备方法简单，绿色环保，同时提高了Mg-MOF-74材料的收率及其对CO₂对吸附性能。

本发明采用水热反应法制备缺陷型Mg-MOF-74的方法，具体步骤如下：

(1)称取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、无水乙醇和去离子水于烧杯中，得到混合溶液A；

(2)称取MgCl₂·6H₂O和2,5-二羟基对苯二甲酸(DHTA)粉末；

(3)将步骤(2)中的MgCl₂·6H₂O粉末加入步骤(1)的混合溶液A中，超声处理后形成均匀的混合溶液B；

(4)将称好的DHTA粉末加入步骤(3)的混合溶液B中，超声处理后形成均匀的黄色混合溶液C；

(5)将(4)中的混合溶液C先置于100ml聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中，在130～140℃下加热20～24h；在反应釜中反应可以形成一定的自生压力；

(6)自然冷却到室温，静置4～5h，溶液中形成沉淀，过滤得到粗制Mg-MOF-74样品；

(7)在粗制Mg-MOF-74样品中加入与溶液C中的母液等体积的新鲜甲醇溶液，充分搅拌后，静置12h，过滤倒掉滤液再加入新鲜甲醇，搅拌，静置，如此重复，三天内共计替换6次，以除去材料孔道内溶剂客体分子N,N-二甲基甲酰胺、乙醇和水；

(8)对步骤(7)中的样品进行洗涤，烘箱干燥，得到淡黄色粉末晶体，即所述Mg-MOF-74材料，将收集到的样品密封保存。

优选的，步骤(1)所述N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇和去离子水的体积比为15:1:1。

优选的，步骤(2)所述MgCl₂·6H₂O和2,5-二羟基对苯二甲酸摩尔比为3～3.5:1。

优选的，步骤(3)所述超声处理的时间为20～40分钟。

优选的，步骤(4)所述超声处理的时间为20～40分钟。