[发明专利]一种利用氮杂环化合物合成MIL-101铬金属有机骨架的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属有机骨架合成方法，涉及一种利用氮杂环化合物合成MIL-101铬金属有机骨架的方法。 

背景技术

金属有机骨架（Metal-organic framework）又称金属有机配合物或有机-无机杂化材料，是一种有金属盐与有机配体自组装而形成的一类多孔材料，在最近几十年间由于一些性能优异的金属有机骨架材料的出现，该类材料成为多孔材料研究的热点之一。金属有机骨架类材料具有高空隙率、高比表面积和功能可调变性，使其在催化、气体存储、气体分离、药物运输以及发光材料等多方面具有应用研究价值和可观的应用前景，受到越来越多科研工作者的青睐。 

铬金属有机骨架MIL-101在2005年由Gérard Férey等首次合成，是金属有机骨架类材料优异性能的典型代表，由铬离子和对苯二甲酸基团相互连接构成，在220℃的条件下，加热硝酸铬的水溶液、对苯二甲酸和氢氟酸的混合物8小时制得，产物中有大量对苯二甲酸重结晶的棒状晶体存在，要除去这些杂晶通常还需要经过N,N-二甲基甲酰胺溶解，热乙醇溶解和氟化铵溶解三个步骤的活化。MIL-101合成以来关于它的应用研究工作已经有不少报道，但这些报道中所合成的MIL-101均不如首次报道出的材料物化性能好，所以科研人员开始致力于MIL-101的合成研究。 

以下专利和公开文献报道了MIL-101的合成研究。 

专利CN 102268044披露了一步法合成纯净金属有机骨架MIL-101的方法。其特征是：采用醋酸盐作为矿化剂160-240℃条件下水热处理8-48小时。 

专利CN102408447A披露了一种憎水性MIL-101铬金属有机骨架材料的制备 方法。其特征是以硝酸铬和1，4-萘二羧酸连接，以氢氟酸和乙酸活化，水为溶剂，210-220℃水热处理10-12小时，得到的产物MIL-101比表面积为2086m²/g,无收率报道。 

公开文献Science2005(309):2040-2042首次报道了MIL-101的合成，其特征是：220℃水热处理8小时，收率为50%。 

公开文献Chemistry of materials 2012(24):1664-1675报道了不加氢氟酸合成MIL-101和微波辅助合成MIL-101.其特征是：合成条件为218℃下水热合成18小时或 220℃微波处理15分钟，收率64%或55%。 

公开文献European Journal of Inorganic Chemistry,2010:1043-1048报道了MIL-101合成过程中水和酸度的影响，其特征是：高水含量和低酸度有利于MIL-101的形成。 

公开文献Chemical Engineering Journal 2011(166):1152-1157报道了纳米MIL-101的合成，其特征是：加氢氧化钠调节pH值道4.2，在210℃微波处理15分钟可以得到50纳米的MIL-101，收率小与50%。 

公开文献Cryst Eng Comm****报道了纳米MIL-101的合成，其特征是：加入有机羧酸，180℃水热处理4小时可以得到小于100纳米的MIL-101,收率为49%。 

公开文献Microporous and Mesoporous Materials 2010(130):174-179报道了MIL-101在TMAOH-Cr(NO3)3-H2BDC-H2O体系中的合成，其特征是：180℃水热处理24小时，收率为88%。 

公开文献Advance Materials2007(19):121-124报道了微波辐射合成MIL-101.其特征是：210℃下微波处理60分钟。无收率报道。 

公开文献功能材料2010（41）6：961-968报道了微波辐射合成MIL-101多 空材料，其特征是：210℃下微波处理60分钟，所的产品MIL-101比表面积2089m²/g，无收率报道。 

公开文献Angwandate Chemie International Edition2009(48):3791-3794报道了一种用2，6-萘二甲酸做配体合成MIL-101,其特征是：硝酸铬与2，6-二甲酸相互连接，以水做溶剂，乙酸做活化剂，合成温度为200℃，产品MIL-101 NDC比表面积2100m²/g.