[发明专利]一种制备金属有机骨架材料的方法有效
申请号: | 201410585337.3 | 申请日: | 2014-10-28 |
公开(公告)号: | CN105601652B | 公开(公告)日: | 2018-06-19 |
发明(设计)人: | 王海洋;马蕊英;赵亮;张英;王刚 | 申请(专利权)人: | 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院 |
主分类号: | C07F1/08 | 分类号: | C07F1/08;C07F3/06 |
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地址: | 100728 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 送入 料液 制备 金属有机骨架材料 微通道反应器 晶种诱导 溶剂活化 晶种 金属前驱体溶液 合成 有机配体溶液 产品粒径 分散性好 固液分离 乙醇洗涤 制备过程 多模块 悬浊液 溶剂 | ||
1.一种制备金属有机骨架材料的方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将金属前驱体加入有机溶剂或水中搅拌溶解,制得溶液A;所述金属前驱体是铜、铁、锆、锌、镁、铝、钴、铬、镍、钙、钛的硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐、卤化盐或其水合物中的一种或几种;
(2)将有机配体加入有机溶剂或水中搅拌溶解,制得溶液B;所述有机配体为双齿、三齿羧酸配体化合物及其衍生物,羧酸配体化合物是苯二甲酸、间苯二甲酸、均苯三甲酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸或2,6-萘二羧酸,衍生物是指羧酸配体化合物中一个或多个羧酸官能团被硝基基团、羟基基团、甲基基团、氰基基团官能团取代;
(3)将溶液A和B按照一定的流速分别送入微通道反应器模块I中原位生成MOFs晶种,反应温度为30-80℃,反应压力为0.1-2.0MPa,反应时间为1-600s,反应后将产物料液送入微通道反应器模块II中;
(4)在上述产物料液进入微通道反应器模块II中时,将溶液B按照一定的流速送入模块II中进行晶种诱导合成MOFs材料,反应温度为50-200℃,反应压力为0.1-2.0MPa,反应时间为1-600s,反应后将产物料液送入微通道反应器模块Ⅲ中;
(5)在步骤(4)所得料液进入微通道反应器模块Ⅲ中时,将有机溶剂C按照一定流速送入模块Ⅲ中进行溶剂活化反应;反应温度为50-200℃,反应压力为0.1-2.0MPa,反应时间为1-600s(6)将步骤(5)制得的MOFs悬浊液进行固液分离,固体用乙醇洗涤,在80~120℃下干燥8~24h。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、异丁醇、丙三醇、N, N-二甲基甲酰胺、N, N-二乙基甲酰胺、N, N-二乙基乙酰胺中的一种或几种;溶液A中金属前驱体的浓度为0.01-5.0mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述金属前驱体为硝酸锌、硫酸锌、硝酸铜、硫酸铜或硫酸镁,有机溶剂为甲醇或乙醇,溶液A中金属前驱体的浓度为0.1-1.0mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、异丁醇、丙三醇、N, N-二甲基甲酰胺、N, N-二乙基甲酰胺、N, N-二乙基乙酰胺中的一种或几种;溶液B中有机配体的浓度为0.01-10mol/L。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于:所述有机配体为均苯三甲酸,有机溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇,溶液B中有机配体的浓度为0.1-2.0mol/L。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)所述溶液A的流速为0.1-2000μl/min,溶液B的流速为0.1-2000μl/min;。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)所述溶液B的流速为0.1-2000μl/min,产物料液送入微通道反应器模块II的流速为0.2-2000μl/min。
8.根据权利要求1或7所述的方法,其特征在于:步骤(4)所述溶液B的流速为5-200μl/min,产物料液送入微通道反应器模块II的流速为10-400μl/min,晶种诱导合成MOFs材料的反应温度为80-150℃,反应压力为 0.1-1.0MPa,反应时间为60-200s。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(5)所述有机溶剂C是甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、丙醇、丙酮、二氯甲烷中的一种或几种,有机溶剂C的流速为0.1-2000μl/min;产物料液送入微通道反应器模块Ⅲ的流速为0.2-2000μl/min。
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