[发明专利]一种具有MIL-88B(Fe)结构的配合物纳米棒的制备方法

说明书

本发明涉及一种棒状的金属有机杂化配合物MIL‑88B(Fe)及其制备方法，属于新型纳米催化材料制备领域。本发明所用合成方法为溶液法。具体步骤如下：首先将无水氯化铁和对苯二甲酸(tp)分别溶解到乙二醇(EG)和NaOH水溶液中，然后将上述两种溶液混合并在油浴中加热进行反应。将所得产物离心、洗涤、干燥后得到暗红色粉末状固体即为所述纳米催化材料。本发明制备方法简便易行，合成的催化纳米材料性能稳定，实验条件绿色环保，适合大规模生产，而且该材料对甲苯的羟基化反应具有良好的催化性能，在环境保护及水污染治理等领域具有良好应用前景。

技术领域

本发明涉及一种棒状的金属有机杂化配合物MIL-88B(Fe)及其制备方法，属于新型功能材料技术领域。

背景技术

金属有机框架 (Metal-Organic Frameworks, MOFs) 配合物是由离子簇或者金属离子在各种有机配体的连接下形成的一类新型无机-有机杂化材料，具有比表面积大、孔隙率高、性能稳定、密度小等优良特点，近年来在气体存储与分离、催化、传感等方面表现出来的优异性能而备受关注。但是传统的MOFs研究主要集中在块体晶态或粉末状态领域，一定程度上限制了MOFs的应用范围。例如为了利用MOFs进行药物传递，就需要将其缩小至纳米尺寸。因而，为了满足更广泛的应用需求，人们需要制备小型化至微纳尺度的MOFs配合物。同时，随着尺寸降低至纳米领域，其“纳米效应”将会使MOFs配合物在光学、电学、催化等方面展现出更优异的性能。比如说，与传统的催化剂材料相比，微纳尺度的MOFs配合物可以很容易的被均匀分散到水等反应介质中，使其可以与反应底物充分接触从而起到模拟均相催化的效果。另一方面，相对于均相催化剂来说，微纳尺度的MOFs配合物能够通过离心等方式较容易的从反应体系中分离并回收再利用。微纳尺度的MOFs配合物的这一特点可以有效简化催化产物的分离提纯过程，从而降低仪器设备需求及生产成本。此外，具有多孔结构的MOFs配合物还可以做为载体材料负载贵金属纳米催化剂，从而降低贵金属催化剂在催化过程中发生团聚失活的几率。

发明内容

基于MOFs合成微纳尺寸的金属有机配合物对于拓展MOFs材料的应用范围、提高其应用价值具有重要意义，此类材料的制备方法与性能研究是当前配位化学领域的研究热点之一。本发明的目的是提供一种具有棒状结构的金属有机框架配合物MIL-88B(Fe)的制备方法，以及其作为催化剂在甲苯羟基化方面的性能应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种具有良好催化甲苯羟基化性能的棒状MIL-88B(Fe)金属有机框架配合物的溶液法制备，包括以下步骤：

1）按一定摩尔比分别称取无水氯化铁于圆底烧杯中，称取对苯二甲酸(tp) [或者2-氨基对苯二甲酸(atp)，或者2,6-萘二酸(nda)]固体于烧杯中；

2）向步骤1）所用烧杯中加入NaOH水溶液，并超声以促进对苯二甲酸(tp) [或者2-氨基对苯二甲酸(atp)，或者2,6-萘二酸(nda)]的溶解；

3）向步骤1）圆底烧瓶中加入乙二醇（EG）并摇晃以使无水氯化铁溶解；

4）将步骤2）所得溶液加入到步骤3）所得溶液中，并摇晃圆底烧瓶使二者混合均匀；

5）将步骤4）所用圆底烧瓶放到100^oC油浴锅中加热反应30分钟；

6）将步骤5）所得溶液离心分离，并用去离子水和乙醇洗涤，并在60^oC干燥后即得到最终产物。

利用上述步骤所制备的棒状MIL-88B(Fe)配合物可以作为催化剂在反应中催化甲苯的羟基化反应。

本发明的有益效果：

（1）本发明制备的产物为MIL-88B(Fe)配合物纳米棒，其制备方法简单，可控性强；