[发明专利]一种磺酸功能化锆基金属有机骨架材料、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种磺酸功能化锆基金属有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：

将2,2'-二巯基亚甲基-4,4'-联苯二甲酸、四氯化锆、酸类化合物和N,N-二甲基甲酰胺混合，反应，得到反应产物UiO-67-2CH₂SH；

将所述反应产物分散在过氧化氢溶液中氧化，搅拌，酸化，离心洗涤后，得到金属有机骨架材料UiO-67-2CH₂SO₃H；

所述磺酸功能化锆基金属有机骨架材料，其化学式为：

Zr₆O₄(OH)₄(C₁₆H₁₂O₁₀S₂)₆。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述2,2'-二巯基亚甲基-4,4'-联苯二甲酸按照以下方法制得：

将2,2'-二溴甲基-4,4'-联苯二甲酸甲酯、硫氢化钠和甲醇回流反应，得到的反应产物用水稀释后酸化至固体析出，得到2,2'-二巯基亚甲基-4,4'-联苯二甲酸。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述2,2'-二溴甲基-4,4'-联苯二甲酸甲酯按照以下方法制得：

氮气保护下，将2,2'-二甲基-4,4'-联苯二甲酸甲酯、N-溴代琥珀酰亚胺、过氧化苯甲酰和四氯化碳混合，回流反应，得到2,2'-二溴甲基-4,4'-联苯二甲酸甲酯。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述2,2'-二甲基-4,4'-联苯二甲酸甲酯按照以下方法制得：

氮气保护下，将4-溴-3-甲基苯甲酸甲酯、联硼酸频那醇酯、1,1-双(二苯基膦)二荗铁二氯化钯、碳酸钾和二甲基亚砜混合，回流反应，得到2,2'-二甲基-4,4'-联苯二甲酸甲酯。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸类化合物选自苯甲酸、甲酸、乙酸或三氟乙酸。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述2,2'-二巯基亚甲基-4,4'-联苯二甲酸、四氯化锆和酸类化合物的物质的量比为1:1.1～1.3:75～85。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为120～140℃；反应的时间为24～72h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用质量分数为5～15％的过氧化氢溶液氧化；采用浓度为0.008～0.012mol/L的硫酸溶液酸化；酸化的时间为50～70min。

9.一种质子交换膜材料，由包括权利要求1～8任一项所述制备方法制备的磺酸功能化锆基金属有机骨架材料制得。