[发明专利]一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法

说明书

本发明公开了一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法。采用的技术方案是：将离子液体和无水乙醇加入到锥形瓶中，25℃常压条件，引入金属盐，以达到改变均相混合溶液中微区尺寸的目的，直至溶液由均相变为非均相，停止加入金属盐，加入配体，不断搅拌，反应6‑12h，经洗涤溶剂洗涤，离心，真空干燥，所得产物为孔性质不同的MOF材料。采用本发明提供的方法，调控MOF材料孔性质无需外加模板剂，仅利用改变离子液体/无水乙醇/金属盐三元混合体系的组成，进而改变溶液中微区尺寸，实现对MOF材料孔性质的调控。本制备方法过程简单、条件温和，得到的多级孔材料结构可调，催化性能稳定，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于有机多孔材料合成领域，具体涉及一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法。

背景技术

众所周知，离子液体具有很多优良的物理化学性质，而且结构可设计，作为新型的反应介质，可以代替传统有机溶剂来制备材料。但纯离子液体在实际应用中存在黏度较大、价格高昂等问题，使反应成本增加。通过加入乙醇、乙腈、乙酸乙酯等有机溶剂可适当降低离子液体的黏度，同时离子液体与有机溶剂存在电荷作用、氢键作用等分子相互作用，且易于在不同溶剂中形成聚集体、胶束、囊泡、乳液、微乳液、凝胶等结构，这些结构可作为模板调控材料的结构，而无机盐的加入可增加离子液体体系的溶解性，因此，离子液体与有机溶剂和无机盐构成的混合体系在材料合成方面有着广阔的应用前景。

金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks，MOF)是由过渡金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点，在催化、储能和分离中都有广泛应用。

目前合成MOF材料的常用方法主要有扩散法、水(溶剂)热法、微波法等，然而常规的合成方法通常需要高温高压的条件，或者需要较长的反应时间，过程繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种制备过程简单高效、反应条件温和的一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法，方法如下：将离子液体和无水乙醇加入到锥形瓶中，调节离子液体和无水乙醇的质量比，25℃常压条件，不断引入金属盐，直至溶液由均相变为非均相，停止加入金属盐，加入配体，不断搅拌进行反应，经洗涤溶剂洗涤，离心，真空干燥，所得产物为孔性质不同的MOF材料。

优选地，上述的一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法，所述离子液体是[C_nmim][PF₆]、[C_nmim][BF₄]、[C_nmim][ReO₄]或[C_nmim][SbF₆]的一种或两种以上的复配，其中n＝4-12。

优选地，上述的一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法，无水乙醇和离子液体和的质量比为1:1.5-4。

优选地，上述的一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法，所述金属盐为无水过渡金属盐，具体是锰盐、铜盐、钴盐、铁盐、镍盐中的一种。

优选地，上述的一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法，按质量比，离子液体：金属盐＝4：0.05-0.7。

优选地，上述的一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法，所述的配体为均苯三甲酸(H₃BTC)。

优选地，上述的一种利用离子液体体系中微区调控MOF材料孔性质的方法，按质量比，金属盐：均苯三甲酸＝1：1.5。