[发明专利]一种多孔金属有机框架材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料及其制备方法。该材料孔的尺寸范围为200 nm‑850 nm；其制备方法为将Cu(NO₃)₂·3H₂O溶解到对氨基苯磺酸溶液中，搅拌一定时间；将均苯三甲酸乙醇溶液和溶有Cu(NO₃)₂·3H₂O的溶液混合，搅拌；再将该混合溶液保温反应，离心，洗涤，干燥得到多孔金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料。其制备方法的特点是在对氨基苯磺酸和氨水的协同作用下实现在纳米尺度下对孔道尺寸的连续精细调控，从而突破了以往大部分通过改变有机配体链的长短来调控孔道的尺寸的情况，并且该方法具有操作简单、产品质量高、条件温和、制备周期短、适合大规模生产等特点。

技术领域

本发明属于金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料的制备领域，具体涉及一种多孔金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料及其制备方法。

背景技术

Cu₃(BTC)₂为一种MOF材料，由于它们可控的孔结构及超高的比表面积和优异的催化、吸附等特性，在催化氧化、气体的吸附与分离、传感器、磁性材料和光学材料等方面具有较大的用途，因而Cu₃(BTC)₂材料得到了较为广泛的关注。因为MOFs材料所拥有的这些优异的性能和自身孔道的大小有密切的关系，因而改变MOFs材料的孔道的大小是当前的热点问题。目前改变MOFs材料的孔道基本上是采用改变有机配体链的长短来对孔道进行调控，但是在实际操作中符合条件的有机配体很难找到，并且随有机配体链的延长会使MOFs材料的结构不稳定，更重要的是通过这种方法也不能使孔道的大小精细调控，而且产率低。因此关于MOFs材料的纳米级别的精细调控少有报道。目前介孔甚至大孔的MOFs仍是研究的难点和热点。

本申请通过氨水和对氨基苯磺酸的协同作用来实现具有不同尺寸孔道尺寸的Cu₃(BTC)₂材料的制备，更重要的是通过这种方法可以使这些孔道的尺寸实现纳米级别下的精细调控。采用这种方法调节Cu₃(BTC)₂材料的孔道尺寸尚未有所报道，并且这种方法具有操作简单、产品质量高、条件温和、制备周期短、适合大规模生产等特点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多孔金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料及其制备方法。通过对氨基苯磺酸和氨水的协同作用从而实现在纳米级别下对金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料的孔道尺寸进行精细的调控，并且这种方法具有操作简单、产品质量高、条件温和、制备周期短、适合大规模生产等特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种多孔金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料，孔的大小为200 nm-850 nm。

上述的多孔的金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将对氨基苯磺酸溶解到去离子水中，搅拌；用氨水调节其溶液pH至 9，然后再搅拌；然后向调节pH值后的溶液中加入Cu(NO₃)₂·3H₂O，溶解；

（2）称量一定量均苯三甲酸溶解到乙醇当中，搅拌；将均苯三甲酸溶液和步骤（1）的溶液进行混合，搅拌；将混合溶液装入水热釜中，在一定温度保温一定时间，然后将得到的蓝色沉淀离心，洗涤，干燥得到多孔金属有机框架Cu₃(BTC)₂材料。