[发明专利]一种对CO具有高吸附容量的CuCl@MIL-100(Fe)的制备方法及CuCl@MIL-100(Fe)材料

说明书

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体地讲，本发明涉及一种在常温常压条件下，制备对CO具有高吸附容量的改性金属有机骨架材料CuClMIL-100(Fe)的方法。

背景技术

一氧化碳CO是一种对人体具有较高毒性的气体物质，同时也是C1化学工业的基础物质。在工业生产过程中，通常会产生很多含有CO的废气(据统计，我国各类工业过程每年排放的CO高达5000万吨以上)，从这些废弃中进行CO的回收或者净化，具有很大的经济和环境效益。现有技术中，对CO进行分离进化的最优方式之一为吸附法，即通过固固离子交换法，将载体(如无机分子筛等)和氯化亚铜混合均匀，置于惰性气体中高温煅烧，制备得到负载型Cu(I)吸附剂，通过Cu(I)与CO发生σ-π络合作用，使CO从废气中分离出来。

近年来，一类称之为金属有机骨架的MOFs材料正在迅猛发展，它具有很高的比表面积及均一的孔结构，在气体吸附分离方面有很大应用前景。然而，由于MOFs载体中的有机配体其水热稳定性不高，尽管MOFs具有超高比表面积，其对CuCl分散具有良好的促进作用，作为优良载体受到了较多限制，应用高温煅烧极易破坏MOFs的基本结构，如果应用固固离子交换法需要在高温条件下煅烧，不可能制备得到Cu(I)负载型吸附剂。因此，利用CuCl负载型MIL-100材料吸附CO尚未有报导，亟需一种制备对CO具有高吸附容量的改性金属有机骨架材料的新方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种在常温常压条件下，以MIL-100(Fe)为载体，利用浸渍法负载氯化铜和甲酸铜，制备改性金属有机骨架材料CuClMIL-100(Fe)的方法，制备得到的CuClMIL-100(Fe)对CO具有高吸附容量。

同时，本发明还涉及一种CuClMIL-100(Fe)材料。

*除非另有说明，本发明中所述的百分比为质量百分数。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种对CO具有高吸附容量的CuClMIL-100(Fe)的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)前驱体制备：将载体MIL-100(Fe)晶体、氯化铜溶液、甲酸铜溶液按照质量比为1～14.7:1.14:1的比例充分混合均匀，得前驱体液，备用；

(2)水分蒸发：将前驱体液置于旋转蒸发仪的蒸馏烧瓶内，在45℃～90℃的恒温条件下将水分蒸发完毕，得到不含水分的前驱体液；

(3)真空活化：将不含水分的前驱体液置于温度为120℃～270℃的真空环境下活化反应3～48h，再将温度降至室温后即得CuClMIL-100(Fe)材料。

其中，所述CuClMIL-100(Fe)材料中CuCl含量按载体算为5wt％～150wt％。

一种CuClMIL-100(Fe)材料，通过上述制备方法制成。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明能够在常温常压条件下，以MIL-100(Fe)为载体，制备得到CuClMIL-100(Fe)，其中的Cu是以一价的价态Cu(I)负载在MIL-100(Fe)表面，大幅度地提高了对CO的吸附容量和选择性，最高的增幅可达到7倍，这些特点使得本发明制备的材料无论在消除环境中CO的污染，还是在从各种工业废气中回收CO作为化工重要原料，都具有良好的应用前景。

附图说明

图1为实施例1～3制备的CuClMIL-100(Fe)与原始MIL-100(Fe)的XRD表征对比图。

图2为实施例1-4制备的CuClMIL-100(Fe)材料在常温下CO吸附等温线结果对比图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明加以说明，应当注意，具体实施例不以任何方式对本发明加以限制，依据本发明的教导所作的任何变更或替换，均属于本发明的保护范围。

实施例1

将0.15g MIL-100(Fe)晶体加入5mL 0.015mol/L甲酸铜溶液和5mL0.015mol/L氯化铜溶液，此时MIL-100(Fe):甲酸铜:氯化铜的质量比在14.7:1.14:1，混合均匀，在旋转蒸发仪上80℃旋去水分，放入真空干燥箱中200℃反应24h，冷却至室温后得到CuCl质量分数(按载体算)为10wt％的CuClMIL-100(Fe)材料。所得到的材料标记为CuClMIL-100(Fe)#1。

实施例2