[发明专利]一种有机胺负载的金属有机框架-多孔聚合物复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种有机胺负载的金属有机框架-多孔聚合物复合材料，其特征在于，由有机胺、金属有机框架材料和具有相互连通的多级孔结构的多孔聚合物组成，金属有机框架材料的晶粒镶嵌在多孔聚合物的孔壁表面或孔壁中，有机胺通过化学键与多孔聚合物相连，并通过化学键或配位键与金属有机框架材料相连，复合材料的比表面积≥50m²/g；所述有机胺的质量百分数为20-80w％；

所述的多孔聚合物为至少一种乙烯基功能单体和至少一种乙烯基交联单体的交联结构共聚物，具有相互连通的多级孔结构，其质量百分数为20-50w％；所述的乙烯基功能单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或4-乙烯基苄基氯中的一种或多种，所述的乙烯基交联单体为二乙烯基苯、亚甲基双丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的有机胺负载的金属有机框架-多孔聚合物复合材料，其特征在于，所述的有机胺为聚乙烯亚胺、乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或三(2-氨基乙基)胺中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的有机胺负载的金属有机框架-多孔聚合物复合材料，其特征在于，所述的金属有机框架材料为铜系、锌系、锆系、镁系、铁系或钛系有机金属框架中的一种或多种，其质量百分数为20-50w％。

4.根据权利要求3所述的有机胺负载的金属有机框架-多孔聚合物复合材料，其特征在于，所述的金属有机框架材料为HKUST-1、MOF-5、UiO-66、MOF-74、MIL-53或MIL-125系列中的一种或多种。

5.一种根据权利要求1所述的有机胺负载的金属有机框架-多孔聚合物复合材料的制备方法：采用高内相乳液模板交联共聚、MOF原位生长或MOF多次生长及有机胺负载三步法制备，包括：

(1)将乙烯基功能单体、乙烯基交联单体、有机致孔剂、表面活性剂和疏水改性金属纳米粒子混合均匀，制得油相；将引发剂、稳定剂和水混合均匀，制得水相；在搅拌下将水相体系加入到油相体系中，制得均匀稳定的高内相乳液，高内相乳液模板交联共聚合得含金属纳米粒子的多孔聚合物；然后将其与配体化合物在溶剂中80-140℃下反应2-48h，在多孔聚合物的泡孔结构中原位生长出金属有机框架材料晶粒，得金属有机框架-多孔聚合物复合材料；或，

将乙烯基功能单体、乙烯基交联单体、有机致孔剂和表面活性剂混合均匀，制得油相；将引发剂、稳定剂和水混合均匀，制得水相；在搅拌下将水相体系加入到油相体系中，制得均匀稳定的高内相乳液；高内相乳液模板交联共聚合得多孔聚合物材料，将多孔聚合物材料浸渍在预先配制的金属盐与配体化合物组成的前驱液中，80-140℃下反应2-48h，在多孔聚合物的泡孔结构中生长出金属有机框架材料晶粒，经溶剂洗涤、干燥，并重复反应、洗涤和干燥操作2-5次，得到金属有机框架-多孔聚合物复合材料；

(2)将有机胺溶于溶剂中，将所得溶液通入金属有机框架-多孔聚合物复合材料中，在50-80℃下反应2-24h，经溶剂洗涤、干燥，制得有机胺负载的金属有机框架-多孔聚合物复合材料。

6.根据权利要求5所述的有机胺负载的金属有机框架-多孔聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的高内相乳液模板交联共聚合反应温度为50-90℃，时间为2-24h；所述的乙烯基功能单体的与乙烯基交联单体的质量比为1～9:1；所述的有机致孔剂或表面活性剂的用量为乙烯基功能单体与乙烯基交联单体之和的10-50w％；所述的引发剂的用量为乙烯基功能单体与乙烯基交联单体之和的0.5-2w％；所述的稳定剂的用量为水的1-5w％；步骤(2)中，所述的有机胺的用量为金属有机框架-多孔聚合物复合材料的20-80w％。