[发明专利]一种金属有机骨架材料及制备方法与吸附甲醛的应用

说明书

本发明公开了一种金属有机骨架材料及制备方法与吸附甲醛的应用。所述金属有机骨架材料的比表面积为500‑600m²/g，孔容为0.2‑0.5cm³/g，平均孔径为0.55‑0.80nm。所述金属有机骨架材料用于吸附甲醛，当甲醛浓度为90mg/m³‑110mg/m³时，该金属有机骨架材料的甲醛吸附量为0.3‑0.4mol/kg。本发明所述有机骨架材料甲醛吸附能力显著，重复利用高效果，同时热稳定性较高，能应用到温度较高的工业废气净化领域，在工业与日常生活中具有极高的应用价值。

技术领域

本发明属于空气净化领域，更具体地，涉及一种金属有机骨架材料及其制备方法与吸附甲醛的应用。

背景技术

甲醛污染是一类常见的空气污染，严重影响人类身体健康。甲醛会刺激人体眼、鼻、喉、皮肤等身体器官，引起头疼、头晕、乏力、感觉障碍、免疫力降低、记忆力衰退，甚至能引起癌症。常见的甲醛净化方法包括物理吸附法、化学吸收法、生物吸收法、光催化法等，其中，物理吸附法具有工艺成熟、易于操作、能耗低、成本低廉、去除率高等优点，应用范围最为广泛。

目前日常生活中常见的甲醛净化材料有活性炭、沸石、二氧化硅等材料，然而这类材料由于甲醛选择性吸附能力较弱，导致甲醛吸附量小，同时还存在吸附速度慢、难以再生利用等问题，用于室内空气净化中，效果并不理想。因此，研制高效、可重复利用的甲醛净化材料具有重要的意义。

发明内容

本发明解决了现有技术中的材料甲醛的吸附能力弱、吸附选择性吸附不高、难以再生利用等技术问题，提供一种金属有机骨架材料及制备方法与吸附甲醛的应用。

按照本发明的第一方面，提供了一种金属有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含有钇金属离子的盐和均苯三甲酸溶解在溶剂中；

(2)将步骤(1)中得到的溶液置于内衬为高分子化合物的反应釜中加热；

(3)将步骤(2)中得到的产物进行洗涤后干燥，即得到金属有机骨架材料。

优选地，步骤(1)中含有钇金属的盐和均苯三甲酸发生的化学反应为：

其中Y³⁺为钇金属离子；n为大于等于2的正整数。

优选地，步骤(2)中所述加热之前，还包括向步骤(1)中得到的溶液滴加三乙胺和硝酸。

优选地，步骤(1)中所述含有钇金属离子的盐为硝酸钇、硫酸钇、氯化钇或醋酸钇中的至少一种；所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶液；

步骤(2)中所述高分子化合物为聚四氟乙烯；步骤(2)中所述加热的时间为12h-24h，所述加热的温度为100℃-150℃；

步骤(3)中所述的洗涤是用溶剂为去离子水、甲醇、无水乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种进行洗涤；所述烘干的温度为60℃-80℃；所述烘干的时间为6h-24h。

按照本发明的另一方面，提供了一种金属有机骨架材料，由权利要求1-4任一所述方法制备得到。

优选地，所述骨架材料的比表面积为500-600m²/g，孔容为0.2-0.5cm³/g，孔径为0.55-0.80nm。

按照本发明的另一方面，提供了所述的金属有机骨架材料用于吸附甲醛的应用。

优选地，当甲醛浓度为90-110mg/m³时，所述金属有机骨架材料的甲醛吸附量为0.3-0.4mol/kg。