[发明专利]以金属有机骨架材料为模板制备高比表面积炭材料的方法

摘要

本发明涉及一种以金属有机骨架材料为模板制备高比表面积炭材料的方法，该方法包括如下步骤：步骤1、模板金属有机骨架材料的合成；步骤2、模板金属有机骨架材料的预处理；步骤3、向模板金属有机骨架材料中引入炭源；步骤4、炭源高温炭化；步骤5、除去模板。本发明的制备高比表面积炭材料的方法，采用金属有机骨架材料为模板制备炭材料，该制得的炭材料孔道结构规则，孔径分布均匀，在气体吸附储存、工业废物分离等方面具有良好的应用价值，且该方法制备过程简单易行、安全性好。

主权项

一种以金属有机骨架材料为模板制备高比表面积炭材料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1、模板金属有机骨架材料的合成：采用金属盐与有机配体的溶液混合反应，从而制得具有孔道结构的金属有机骨架材料，其中反应温度为60-220℃，金属盐与有机配体的反应比例为0.01-20∶1；步骤2、金属有机骨架材料的预处理：将上述制得的金属有机骨架材料浸泡在溶剂中，室温下搅拌12-48h后，过滤除去溶剂；该浸泡、搅拌及过滤过程重复2-6次，之后将获得的产品于30-100℃下干燥10-24h；步骤3、向金属有机骨架材料中引入炭源：将上述获得的产品抽真空加热到120-200℃，并保持此温度12-48h后，自然降至室温，再加入液态炭源，并停止抽真空，让炭源与金属有机骨架材料充分接触形成液态混合物并保持24-48h，过滤混合物，用有机溶剂洗涤后收集滤饼，将滤饼于30-120℃烘干8-12小时后，得到炭源填充于金属有机骨架材料孔道的复合物，滤液回收循环使用；步骤4、炭源高温炭化：将上述得到的复合物放入管式炉中，在惰性气体的保护下，采用程序升温法进行炭化加热，使炭源聚合、炭化，在炭化过程中金属有机骨架材料结构中的有机基团也炭化增加含碳量并与金属模板发生相分离，从而复制金属有机骨架材料的孔道结构，得到活性炭与金属氧化物复合物；步骤5、除去模板：向上述得到的活性炭与金属氧化物复合物中加入30-50ml的2-5mol/L的酸溶液，常温搅拌10-24h，使金属氧化物充分溶解，过滤后用体积为0.5∶1-3∶1的醇水混合物洗涤2-3次，自然晾干后得到高比表面积炭材料。