[发明专利]一种MOF材料的快速制备方法

说明书

本发明提供了一种MOF材料的快速制备方法，所述制备方法包括如下步骤：在25～35℃下，将有机配体溶液滴入金属醋酸盐水溶液中，即得到所述MOF材料；本发明通过简单的将有机配体溶液在室温下滴入金属醋酸盐水溶液中，即可得到MOF材料，上述方法克服了本领域中制备MOF材料需要在高温下进行长时间溶剂热反应的技术偏见，能够在1min内快速制备晶体生长完整、粒径可控的MOF材料，制备反应可连续进行，产物易分离，具有较高的潜在的工业化应用价值。

技术领域

本发明涉及有机-无机复合材料领域，尤其涉及一种MOF材料的快速制备方法。

背景技术

金属-有机框架化合物(Metal-Organic Frameworks，简称MOF)，是过渡金属离子和有机配体通过配位键作用自组装形成的多孔晶体材料，其具有较多的不饱和金属活性位点、较高的比表面积和较高的热稳定性等优点，可以制备气体分离、气体存储、化学催化、化学传感或药物释放等多种领域。

MOF材料通常通过溶剂热或者水热法进行制备，上述方法用于制备MOF材料时，反应历程通常需要历时数小时或者数天，才能得到一定尺度的MOF材料。此外，上述合成方法得到的产物晶体结构并不唯一，由于有机配体和金属前驱体的结合方式多种多样，溶剂的选择、温度区间的变化、原料配比的细微变化等多种因素都会在一定程度上影响反应的选择性，如何能够在确定条件下实现MOF晶体的完美生长，更是具有一定的难度。

目前，现有技术中已经提出了一些新的MOF材料的合成方法，能够克服单纯的溶剂热制备方法的不足，如使用微波、超声波等非传统热源，来提高MOF材料的结晶速率等，在某些情况下甚至还能够控制产物的生长形态，形成MOF纳米晶体材料等，然而，现有技术中公开的MOF材料的合成方法用时仍然较长。例如，Miquel Gimeno-Fabra等人(GIMENO-FABRA,Miquel,et al.Instant MOFs:continuous synthesis of metal–organic frameworks byrapid solvent mixing.Chemical Communications,2012,48.86:10642-10644.)提出了第一个实现MOF材料工业化生产的合成装置，该装置使用了一个逆流混合反应器，该反应器由管道内同心排列组成，在管道内引入预热水(向下流动)，与前驱体溶液(向上流动，室温注入)在混合点相遇，进行连续化溶剂热反应，使得MOF材料的工业化成为可能，拓展了其在能源和环境方面的应用，该设计有利于在很短的时间内充分进行反应物料的混合，最后得到的MOF材料的悬浮粒子通在反应堆顶部被抽走和收集，利用该方法合成的第一例MOF材料是Cu-BTC MOF，反应历时3～12小时，实现了MOF材料的工业化生产。Lorenzo Maserati等人(MASERATI,Lorenzo,et al.Minute-MOFs:Ultrafast Synthesis of M2(dobpdc)Metal–Organic Frameworks from Divalent Metal Oxide Colloidal Nanocrystals.Chemistryof Materials,2016,28.5:1581-1588.)报道了高质量M2(dobpdc)MOF(dobpdc为2,5-二羟基对苯二甲酸)的合成方法，其利用了二价金属氧化物胶体代替传统的二价金属盐来合成M-MOF-74系列的MOF材料，是第一例可由任意原材料快速合成M2(dobpdc)的方法。