一种超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法及其产品.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111019152A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号201911303045.5(22)申请日2019.12.17(71)申请人浙江大学地址310013浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人丁甜吴丹廖新浴刘东红陈士国叶兴乾陈健初胡亚芹(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人胡红娟(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)B01J19/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法及其产品(57)摘要本发明公开了一种超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，包括：将锆盐、有机配体溶于N,N-二甲基甲酰胺和冰醋酸的混合液中，60～90℃下进行超声处理得到粗产物，所述粗产物经后处理得到所述锆基金属有机骨架材料。本发明的超声波合成法降低了反应温度，缩短了结晶时间，具有操作简单，反应条件温和，环境友好，成本低，反应收率高等优势，易于实现工业化生产。本发明还提供了所述的方法制备得到的锆基金属有机骨架材料，粒径均一、比表面积大，并且热稳定性和化学稳定性良好，可应用于气体吸附、磁学、光学以及催化等领域。CN111019152ACN111019152A权利要求书1/1页1.一种超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，包括：将锆盐、有机配体溶于N,N-二甲基甲酰胺和冰醋酸的混合液中，60～90℃下进行超声处理得到粗产物，所述粗产物经后处理得到所述锆基金属有机骨架材料。2.根据权利要求1所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，所述锆盐、有机配体和冰醋酸的摩尔比为1～5:1:60～100。3.根据权利要求1所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，将锆盐、有机配体分别溶于N,N-二甲基甲酰胺和冰醋酸的混合液后再进行混合搅拌均匀，然后进行超声处理。4.根据权利要求3所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，所述搅拌的时间为3～10min。5.根据权利要求1所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，所述超声处理的频率为18～22kHz，功率为450～650W，有效超声时间为2～3h。6.根据权利要求1或5所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，所述超声处理为间歇式超声处理。7.根据权利要求6所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，所述间歇式超声处理的一个周期内，超声时间为1～3s，间歇时间为1～3s。8.根据权利要求1或5所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，所述超声处理为杆式超声处理。9.根据权利要求1所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法，其特征在于，所述后处理包括：将所述粗产物冷却后离心分离、洗涤，然后70～200℃下真空干燥12～24h。10.根据权利要求1～9任一权利要求所述的超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法制备得到的锆基金属有机骨架材料。2CN111019152A说明书1/4页一种超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法及其产品技术领域[0001]本发明涉及金属有机骨架材料制备技术领域，具体涉及一种超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法及其产品。背景技术[0002]金属有机骨架材料(Metal-OrganicFrameworks，MOFs)以金属离子或金属簇为中心由对苯二甲酸、均苯三甲酸等多官能团的功能化有机配体构筑而成，是具有规则纳米孔道三维周期性的网格结构多孔材料。它具有比表面积大、晶体结构可裁剪性、孔径尺寸可调性等优点，是近年来得到迅速发展的一类新型多孔晶体材料。[0003]MOFs具有较好的化学稳定性、热稳定性、多孔结构，具有广泛的应用领域。锆基金属有机骨架UiO-66(UniversityofOslo)，是具有八面体笼子结构和的四面体结构面心立方晶体结构的多孔材料，它是由六核Zr氧代-羟基簇Zr6O4(OH)4和对苯二甲酸(BDC)共同构成。UiO系列MOF以羧酸类化合物为有机配体，因为羧基的负电荷密度大，所以容易与金属阳离子进行配位，所以是一类稳定性最好的MOF。[0004]目前UiO-66的合成大都采用溶剂热法，耗时长，收率低，反应温度较高，对其良好的性质难以进行工业化应用。还有一些方法包括分层扩散法等，会存在反应时间长达数周甚至数月，产物颗粒较大且不均一的缺点。近年来，超声技术在新材料合成方面的研究十分活跃。[0005]超声波是一种周期性的机械振动，如果附近有坚固的表面，则会产生气蚀，它会腐蚀，活化和清洁表面。在苛刻的条件和强大的剪切力的作用下，会产生自由基，发生键断裂以及导致