[发明专利]一种金属有机-骨架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及变压器油技术领域，尤其涉及一种金属有机‑骨架材料及其制备方法与应用。本发明提供了一种金属‑有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：将有机配体、无机盐、乙醇水和二甲基甲酰胺或二乙基酰胺混合进行反应，得到粉末状金属‑有机骨架，然后造粒成型得到颗粒状金属‑有机骨架。该制备方法通过造粒成型得到金属‑有机骨架材料，使该金属‑有机骨架材料形态稳定，且具有大的比表面积、孔容积和孔径。且该金属‑有机骨架材料在同等用量下较其它吸附剂相比对劣化的变压器油具有高吸附量具备高效且优异的吸附性能，使得劣化变压器油介损降低率可达98％以上，体积电阻率上升率最高可达到1919.42％，变压器油界面张力和油样颜色都有所改善。

技术领域

本发明涉及变压器油处理技术领域，尤其涉及一种金属有机-骨架材料及其制备方法与应用。

背景技术

变压器是电力输送中的核心设备之一，而变压器油又是变压器中最重要的绝缘材料之一，近年来我国电力行业发展迅速，变压器油需求量也随之增长，预计2015～2020年主变变压器油市场需求将从年40万吨增长至160万吨，平均每年涨幅超过25％，变压器油市场前景非常广阔。与此同时，介质损耗因数作为检测变压器油好坏的一种关键参数，可直观且迅速判断出油品的完好性，且能反映出运行中油的脏污与劣化程度如何，变压器油介损的上升，主要是由于其中出现了金属杂质、极性化合物，该类杂质的存在会引起油的体积电阻率下降，从而降低介损。变压器油的介损上升使绝缘内部产生热量，介损越大则在绝缘内部产生的热量就越多，从而打破变压器内稳定的运行环境，在电网内造成安全隐患。由此，变压器油介损值的高低就直接关系到电力系统能否安全稳定、经济运行。

现有的降低变压器油介质损耗的方法主要有：(1)换油；(2)活性白土吸附法，然而换油所需资金巨大，换油过程极其复杂，即便能够解决变压器油介质损耗因数过高的问题，但不经济也不环保。活性白土法则需大量的硫酸酸化和盛用硫酸的容器，排出的废渣不易处理，并且处理过程中的劳动量大，处理效率低下，且油的性能易反弹。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种金属有机-骨架材料及其制备方法与应用，该金属有机-骨架材料能低耗高效的降低劣化变压器油介损，且效果持久，应用工艺简单。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种金属-有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：

加入机配体、无机盐、乙醇、水和二甲基甲酰胺或二乙基酰胺进行反应，得到粉末状金属-有机骨架，然后造粒成型得到颗粒状金属-有机骨架。

利用粉末成型技术对金属-有机骨架材料进行成型，有利于材料的回收利用，并减少材料在回收过程中的消耗。

优选地，反应具体为：将有机配体与无机盐需先移至四氟乙烯内胆中，再加入二甲基甲酰胺或二乙基酰胺、乙醇和水，混合搅拌后，加入反应釜中，然后置于电热鼓风恒温干燥箱中进行反应；

反应的温度为60℃～70℃，时间为23h～25h。

其中，乙醇和水的作用是调节溶液的极性，促进金属-有机骨架材料晶核的形成，且水可以参与金属-有机骨架材料的配位过程。

反应结束后，得到粉末状金属-有机骨架前，还包括：离心，洗涤、活化和干燥；

离心的转速为5000rpm～7000rpm，时间为4min～7min；洗涤的洗涤剂为丙酮；干燥为真空干燥，真空干燥的温度为130℃～160℃，时间为7h～9h，优选为150℃，7h；

活化液为丙酮。

洗涤活化过程中，活化液需要更换6次。

活化是利用丙酮清洗材料的孔道，使得未反应的金属盐或其他杂质溶解在溶液中，提高金属-有机骨架材料的比表面积，此外，利用低沸点的活化液置换孔道内高沸点的杂质，从而使得加热时孔道内的溶剂分子更易被除去。