[发明专利]一种暴露晶面可控的金属有机骨架材料制备方法

摘要

本发明公开了一种金属有机骨架材料暴露晶面可控的制备方法。该方法是针对目标金属有机骨架材料中的金属离子和有机配体的式量摩尔比，通过调控金属盐与有机配体的投料摩尔比，并在不使用表面活性剂的条件下，经过溶剂热或者湿化学法生长出不同暴露晶面的金属有机骨架材料。由于在金属有机骨架生长过程中避免了表面活性剂的使用，使得所得产物更加容易收集和纯化。该制备方法设备投资少、工艺简单、操作容易，易于实现大规模生产。

主权项

一种暴露晶面可控的金属有机骨架材料制备方法，其特征在于，包括下述步骤：a). 选择溶剂：所述溶剂为水、有机溶剂或者水与有机溶剂的混合溶剂；所述有机溶剂为乙醇、乙醚、丙酮、二甲基亚砜、N,N‑二甲基甲酰胺或N,N‑二乙基甲酰胺；b). 配制反应物混合溶液：以金属盐作为金属有机骨架材料中金属离子来源，以多羧基有机化合物或咪唑类有机化合物作为金属有机骨架材料中的有机配体，调配金属离子与有机配体的摩尔比，将两种反应物加入溶剂中形成混合溶液；c). 金属有机骨架材料暴露晶面可控生成：采用溶剂热法处理步骤b）所得的混合溶液，生成暴露特定晶面的金属有机骨架材料，经过分离、清洗、真空干燥即得产物；所述溶剂热法反应条件为在密闭高压釜中，加热温度为120~220 oC，反应时间为0.5~72小时；    步骤b）所述的金属盐为铝、锌或铬金属的硝酸盐、醋酸盐或氯化物；所述的多羧基有机化合物为对苯二甲酸、均苯三甲酸、1,2,4,5‑均苯四甲酸或4,4'‑联苯二甲酸；所述的咪唑类有机化合物为N‑甲基咪唑、2‑甲基咪唑或4‑甲基咪唑；所述的金属离子与有机配体的摩尔比为1:0.1~1:10；所述混合溶液中，金属离子的浓度为0.1~5摩尔/升，有机配体的浓度为0.01~5摩尔/升；步骤b）中，调配使所述的金属离子与有机配体的摩尔比大于所形成金属骨架中金属离子与有机配体化学计量比，形成暴露金属离子所占比例较高晶面的晶体；调配使所述的金属离子与有机配体的摩尔比与所形成金属有机骨架中金属离子与有机配体化学计量比相当，形成暴露混合多种晶面的晶体；调配使所述的金属离子与有机配体的摩尔比小于所形成金属骨架中金属离子与有机配体化学计量比，形成暴露有机配体所占比例较高晶面的晶体。