可调节多级孔金属有机框架材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115926180A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211395592.2A62D101/28(2007.01)(22)申请日2022.11.08(71)申请人复旦大学地址200433上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人李鹏汪晨毕云波(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200专利代理师陆飞陆尤(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)B01J31/22(2006.01)A62D3/35(2007.01)A62D101/02(2007.01)A62D101/20(2007.01)A62D101/26(2007.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称可调节多级孔金属有机框架材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于多孔复合材料催化领域，具体为一种可调节多级孔金属有机框架材料及其制备方法和应用。本发明以聚苯乙烯微球为硬模板，以聚乙烯吡咯烷酮为调节剂，以锆基金属有机框架为主体，构建反蛋白石结构的多级孔金属有机框架，该材料具有可调节的大孔、介孔和微孔；所述金属有机骨架材料，由锆盐和羧酸配体通过表面活性剂的作用在聚苯乙烯微球硬模板中形成；该金属有机骨架材料具有多级可调节的孔道尺寸、高比表面积与优异的热稳定性和化学稳定性；该材料能够快速吸附、水解分散的有机磷神经毒剂，相同条件下与传统锆基金属有机框架相比，对有机磷神经毒剂模拟物4‑硝基苯基磷酸二甲酯水解速率提高2~7倍。CN115926180ACN115926180A权利要求书1/1页1.一种可调节多级孔金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括利用聚苯乙烯作为硬模板结合表面活性剂调节作用构造出具有多级可调节的孔道尺寸、高比表面积的金属有机骨架；具体步骤如下：（1）聚苯乙烯微球硬模板的制备：聚苯乙烯微球模板通过电化学沉积制备，其中氧化铟锡导电玻璃（ITO）作为阳极，不锈钢板作为阴极；将聚苯乙烯微球分散到超纯水中，将电极浸入聚苯乙烯分散液中，在两个电极上施加直流恒定电压，聚苯乙烯微球沉积在ITO上；最后，将基片从悬浮液中取出，干燥后得到聚苯乙烯微球硬模板；（2）多级孔金属有机框架的制备：将锆盐、羧酸配体和聚乙烯吡咯烷酮加入到DMF中，溶解后得到混合溶液；取一定量混合溶液加入平底玻璃瓶，将制备好的聚苯乙烯微球模板放入玻璃瓶，并浸入混合溶液，使液体表面略高于模板的顶部；随后，将玻璃瓶密封并加热生长金属有机框架；用新鲜的DMF置换瓶内溶液，继续加热以刻蚀聚苯乙烯模板，最后用乙醇和丙酮彻底清洗固体产物，得到多级孔金属有机框架，记为IOZr‑MOFs。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，多级孔金属有机框架的大孔尺寸可通过改变聚苯乙烯微球的粒径大小来调节；具体地，所用的聚苯乙烯微球尺寸范围为1μm~10μm，则步骤（2）所得反蛋白石多级孔金属有机框架大孔尺寸为1μm10μm。~3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，锆盐和羧酸配体的摩尔比为5:1~1:1锆盐和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1.2:1~1:1；其中，锆盐在溶液中的浓度范围为0.1mol/L~0.3mol/L。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锆盐选自：ZrOCl2·8H2O和ZrCl4。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述羧酸配体选自：1,3,5‑均苯三甲酸，对苯二甲酸，2,4,6‑三(4‑羧基苯基)‑1,3,5‑三嗪，1,3,6,8‑四(4‑羧基苯)芘，4,4',4''‑(2,4,6‑三甲基苯‑1,3,5‑三基)三嗪酸。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锆盐为ZrOCl2·8H2O，所述羧酸配体为1,3,5‑均苯三甲酸、对苯二甲酸、2,4,6‑三(4‑羧基苯基)‑1,3,5‑三嗪、1,3,6,8‑四(4‑羧基苯)芘或4,4',4''‑(2,4,6‑三甲基苯‑1,3,5‑三基)三嗪酸，则步骤（2）所得的多级孔金属有机框架材料对应的记为IOMOF‑808、IOUIO‑66、IOPC‑777和IONU‑1000；所用的锆盐为ZrCl4，羧酸配体为4,4',4''‑(2,4,6‑三甲基苯‑1,3,5‑三基)三嗪酸，则步骤（2）所得的多级孔金属有机框架材料对应记为：IONU‑1200。7.一种由权利要求1‑6之一所述制备方法得到的可调节多级孔金属有机框架材料，具有可调节的大孔、介孔和微孔，是一种反蛋白石结构的多级孔金属有机框架材料。8.如权利要求7所述的可调节多级孔金属有机框架材料作为催化剂在催化降解有机磷神经毒剂中的应用。2CN115926180A说明书1/6页可调节多级孔金属有机框架材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于多