[发明专利]一种制备金属有机骨架材料的方法

说明书

本发明公开了一种制备金属有机骨架材料的方法，包括：（1）制备金属前驱体溶液A；（2）制备有机配体溶液B；（3）将溶液A和B分别送入微通道反应器模块I中原位生成MOFs晶种，反应一定时间后将料液送入模块II；（4）在料液进入模块II时，将溶液B送入模块II中进行晶种诱导合成，反应一定时间后将料液送入模块Ⅲ；（5）在步骤（4）所得料液进入模块Ⅲ时，将溶剂C送入模块Ⅲ中进行溶剂活化反应；（6）制得的悬浊液固液分离，固体用乙醇洗涤，干燥后制得产品。本发明采用多模块微通道反应器，在模块I中原位生成MOFs晶种，在模块II中进行晶种诱导合成，在模块Ⅲ中完成溶剂活化反应，具有制备过程简单快速、产品粒径分布窄、分散性好等优点。

技术领域

本发明涉及制备金属有机骨架材料的方法，具体涉及一种利用微通道反应器制备金属有机骨架材料的方法。

背景技术

金属有机骨架材料（MOFs），又称金属配位聚合物，是指以无机金属或金属簇与含氮氧多齿有机配体通过配位键连接而形成的晶体材料，是一类具有高比表面积、可调变孔道尺寸，有机功能化的多孔材料。目前常用的制备方法包括水热法、溶剂热法、回流法、微波法、声波法、电化学法等方法。

在MOFs材料合成制备过程中，在材料孔道中存在大量的有机溶剂、未反应的金属离子与有机配体，而MOFs材料在实际应用前，需经过活化去除上述杂质，而MOFs材料活化程度的高低，直接影响着其应用性能的好坏。大多数MOFs材料的活化方法是溶剂交换活化，该方法利用有机溶剂的相似相溶原理，使用低沸点溶剂替换MOFs材料内高沸点溶剂。溶剂交换法多在常温常压下进行，操作简单，其缺点是处理时间长，消耗溶剂多。

专利CN102921377A公开了一种重氮ZMOF类型金属有机骨架多孔材料的制备方法，该方法后处理过程中，将反应产物放入N, N-二甲基甲酰胺超声浸泡12h后倒掉上层浑浊液，如此反复2-3次，然后换成无水乙醇，再重复2-3次，得到处理后的产物。

专利CN101516894A公开了一种含有铜的金属有机骨架材料的制备方法，在反应溶液中过滤出蓝色沉淀物，放入溶解了三亚乙基二胺的甲醇溶液在70℃回流搅拌16h，过滤后再次用甲醇洗涤多次。

上述专利对产品的后处理方法不仅耗费了大量的有机溶剂，还消耗了很长的处理时间，严重影响了该材料的生产效率与使用性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种制备金属有机骨架材料的方法。本发明采用多模块微通道反应器，在微通道反应器模块I中原位生成MOFs晶种，在模块II中进行晶种诱导连续制备MOFs材料，在模块Ⅲ中完成溶剂活化反应，具有制备过程简单快速、产品粒径分布窄、分散性好等优点。

本发明制备金属有机骨架材料的方法，包括如下步骤：

（1）将金属前驱体加入有机溶剂中搅拌溶解，制得溶液A；

（2）将有机配体加入有机溶剂中搅拌溶解，制得溶液B；

（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，反应一定时间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，反应一定时间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；

（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。