[发明专利]一种用于甲烷吸附和存储的金属有机框架材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于甲烷吸附和存储的金属有机框架材料，其特征在于，金属有机框架材料是由过渡金属离子与有机配体通过配位键或者分子间作用力构成的三维网络结构，该三维网络结构比表面积是2000 ~ 3000 m²/g，其孔容是1.0 ~ 2.0 cm³/g。

2.根据权利要求1所述的用于甲烷吸附和存储的金属有机框架材料，其特征在于，所述的过渡金属离子为Cu²⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Co²⁺，Ni²⁺或者Mn²⁺离子。

3.根据权利要求1所述的用于甲烷吸附和存储的金属有机框架材料，其特征在于，所述的有机配体为5,5’-(吡啶-2,5-二基)-间苯二甲酸及其衍生物，其结构式如下：

式中R₁、R₂和R₃为氢、氟、甲基、氨基、甲氧基、羟基或硝基。

4.制备权利要求1所述的用于甲烷吸附和存储的金属有机框架材料的方法，其特征在于步骤如下：

（1）将铜、锌、镉、钴、镍或锰的硝酸盐、乙酸盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐或者高氯酸盐与5,5’-(吡啶-2,5-二基)-间苯二甲酸按质量比2:1一起溶于水、有机溶剂、或水和有机溶剂的混合溶剂中，于40~120℃充分反应，得到金属有机框架材料；

（2）将步骤（1）获得的金属有机框架材料用丙酮交换十次以上，然后在真空及0℃条件下活化36小时，在100℃下活化12小时，得到用于甲烷吸附和存储的金属有机框架材料。

5.根据权利要求4所述的用于甲烷吸附和存储的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于步骤（1）所说的有机溶剂是N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二氧六环、二甲基亚砜、N，N-二乙基乙酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、四氢呋喃和二氯甲烷中任意一种或者任意几种的任意比的混合。