[发明专利]一种固定有纳米铂的金属有机骨架材料的制备纯化方法及其应用

说明书

本发明公开了一种固定有纳米铂的金属有机骨架材料的制备纯化方法及其应用。该方法首先采用醇还原法，以有机醇作为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂，氯铂酸作为铂源，通过加热回流制备得到纳米铂；然后采用溶剂热法，将金属盐、有机配体和纳米铂在溶剂中进行反应，经过纯化处理后，得到固定有纳米铂的金属有机骨架材料。该方法制备纯化的Pt@Ce‑BTC复合材料中的纳米铂尺寸均一、分散性好、不易团聚，实现了纳米铂的高效固定效果，并且进行催化反应后，材料的活性组分不易团聚，不易流失，使用稳定性高，有效解决催化剂使用后活性组分团聚的问题，使制备纯化的Pt@Ce‑BTC复合材料在挥发性有机物催化净化领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及金属有机框架材料功能化领域，具体涉及一种固定有纳米铂的金属有机骨架材料的制备纯化方法及其应用。

背景技术

金属有机框架材料(metal organic frameworks,MOFs)是由金属离子团簇与有机配体通过配位自组装形成的具有周期性多维网状结构的多孔材料。由于MOFs具有高的比表面积，可调的孔道结构和大的孔隙率等特点，使其在吸附、气体存储、化学分离和药物传输等方面呈现出巨大的应用前景。近年来，将MOFs应用于催化领域逐渐成为一个新兴的研究热点，而受到人们的广泛关注。

然而，过往的研究发现，由于MOFs缺乏催化活性位点，在实际使用过程中催化效果往往不尽如人意。因此，对于MOFs进行功能化修饰是提高其催化活性，推广其实际应用的关键。而引入具有优良催化性能的贵金属活性组分，是实现优化MOFs催化性能的有效功能化修饰手段(如专利公开号：CN106582857A和CN106732797A)。目前常用浸渍法将贵金属活性组分引入MOFs内(如专利公开号：CN106881155A和CN106268952A)。但是，浸渍法存在复杂耗时，贵金属消耗量大且分布不均匀，贵金属与MOFs的结合不牢固，使其在实际使用后贵金属活性组分易团聚或流失，对其实际应用造成了极大的限制。

因此亟需研发一种切实有效的制备方法来实现贵金属活性组分在MOFs上的高度分散和高效、稳定的固定，以解决传统负载贵金属的金属有机框架材料催化活性低和循环使用性差的问题。本发明针对这些问题，提供了一种固定有纳米铂的金属有机骨架材料的制备纯化方法，实现对纳米铂的高效固定，有效解决了传统方法制备催化剂活性组分易团聚和流失的问题，提高了纳米颗粒@MOFs复合材料的使用稳定性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有纳米颗粒@MOFs复合材料制备过程复杂耗时，纳米颗粒分布不均，且活性组分使用后易团聚从而导致循环使用性差等技术问题，提供了一种固定有纳米铂的金属有机骨架材料(Pt@Ce-BTC)的制备纯化方法。该方法制备的金属有机骨架材料是由金属离子团簇与有机配体通过配位自组装所形成的具有周期性多维网状结构的多孔材料，纳米铂均匀分散地固定于金属有机骨架材料中，从而有效地提高了复合材料Pt@Ce-BTC的活性和稳定性，在挥发性有机物催化净化领域具有广泛的应用前景。

本发明的目的还在于提供上述方法制备纯化的固定有纳米铂的金属有机骨架材料的应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种固定有纳米铂的金属有机骨架材料的制备纯化方法，首先采用醇还原法，以有机醇作为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂，氯铂酸作为铂源，通过加热回流制备得到纳米铂；然后采用溶剂热法，将金属盐、有机配体和纳米铂在溶剂中进行反应，经过纯化处理后，得到固定有纳米铂的金属有机骨架材料；

具体包括如下步骤：

(1)纳米铂的制备：将有机醇、聚乙烯吡咯烷酮和氯铂酸混合后，加热回流进行醇还原反应，分离纯化，得到纳米铂；

(2)Pt@Ce-BTC的制备：将金属盐、有机配体和制备的纳米铂溶于溶剂中，加热进行溶剂热反应，分离纯化，得到所述固定有纳米铂的金属有机骨架材料。