[发明专利]一种微孔锆基金属有机框架材料的制备方法与应用

说明书

本发明属于气体吸附与分离技术领域，具体涉及一种微孔锆基金属有机框架材料的制备方法与应用。本发明所述微孔锆基金属有机框架材料DUT‑67为锆盐与有机配体通过配位作用构筑而成，其合成方法简便，成本低廉，通过此方法所得DUT‑67是一种高结晶性、高纯度、具有三维网络结构的多孔材料，具有优异的SOsubgt;2/subgt;深度脱除能力和R22、R134a的选择性捕集性能，并且具有极高的理化和水热稳定性，为提高多孔固态吸附剂材料的烟道气深度脱硫和大气中氟氯烷烃的选择性捕集和分离提供了新的方法，还为开发出兼具高分离性能、高稳定性和低成本的新MOF材料提供了不同的途径。

技术领域

本发明属于气体吸附与分技术领域。更具体地，涉及一种微孔锆基金属有机框架材料的制备方法与应用。

背景技术

化石能源和制冷剂的大量使用，已向大气中排放了巨量的SO₂和氟氯烷烃制冷剂，导致了诸如酸雨、雾霾、温室效应、全球变暖等非常严峻的环境问题，已经严重威胁到了人类的生存、健康和可持续发展。截至2018年，已经有62.7Mt的SO₂被排放到了大气中。进入大气中的SO₂，除了会被大气中的臭氧和氧气氧化成SO₃溶解到水蒸气中形成酸雨外，还会和大气中的氨反应生成PM 2.5即剧毒雾霾微粒。前者会造成水体和土壤酸化，毒杀地表植被，后者会通过呼吸过程进入人体肺部，造成严重的呼吸系统病变，严重危害人类健康。进入大气中的氟氯烷烃，除了会消耗大气中的臭氧，造成臭氧层空洞外，大部分的氟氯烷烃本身属于温室气体，其全球变暖潜能值(GWP)是CO₂的几十至几千倍，会严重加剧全球变暖，加速两极冰川融化和海平面上升。因此，烟道气的深度脱硫和氟氯烷烃生产或制冷设备报废拆解中泄露的氟氯烷烃的高效捕集和回收是工业中亟待解决的问题。

目前工业上传统的烟气脱硫通常采用石灰石湿法洗涤或胺基吸附剂处理，然而，这些吸附过程通常是不可逆的，并伴随着能量密集型过程，产生大量的废液废固。此外，石灰石洗脱过程不能完全吸附SO₂，始终会有0.015～0.045％的SO₂存留，这将显著影响其他烟气净化过程中去除二氧化碳的吸附剂的活性，还会使得用于还原NO_x或催化燃烧CH₄的贵金属基催化剂失活。而对生产车间泄露的制冷剂，目前还未见相关的捕集回收技术。对于废弃制冷设备中的氟氯烷烃制冷剂的回收，工业上主要采用冷却法、压缩冷凝法、吸附法、液态推、拉法和复合回收法。然而，上述这些传统的烟气脱硫和制冷剂回收技术都存在回收成本高和能耗大的缺点。