[发明专利]金属-有机骨架储氢材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种金属-有机骨架储氢材料，所述材料组成中包含两种有机配体，配体1为有机羧酸类配体，配体2为氮杂环配体，金属元素为Zn，掺杂金属元素为Co、Ni中的一种或两种；

其中，所述掺杂金属元素占金属元素和掺杂金属元素总质量的1~36%；所述配体1为直线型有机羧酸配体，所述配体2为直线型氮杂环配体。

2.根据权利要求1所述的金属-有机骨架储氢材料，其特征在于，所述配体1为1,4-对苯二甲酸、4,4’-联苯二甲酸中的一种。

3.根据权利要求1所述的金属-有机骨架储氢材料，其特征在于，所述配体1为1,4-对苯二甲酸。

4.根据权利要求1所述的金属-有机骨架储氢材料，其特征在于，所述配体2为三乙烯二胺、4,4’-联吡啶中的一种。

5.根据权利要求1所述的金属-有机骨架储氢材料，其特征在于，所述配体2为三乙烯二胺。

6.根据权利要求1所述的金属-有机骨架储氢材料，其特征在于，所述金属-有机骨架储氢材料的比表面积为600~1200 m²/g。

7.一种权利要求1-6任一项所述的金属-有机骨架储氢材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）量取胺类溶剂，加入锌盐和掺杂金属元素的金属盐混合溶解，得到胺类溶液；量取醇类溶剂，加入有机羧酸配体、氮杂环配体，混合均匀并溶解，得到醇溶液；

（2）搅拌状态下，将醇溶液缓慢滴加入胺类溶液中，进行反应，反应后再冷却、过滤、洗涤，得到产物；

（3）将步骤（2）中得到的产物置于低沸点溶剂中浸泡，过滤后，再活化处理，得到金属-有机骨架储氢材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的掺杂金属元素的金属盐Co、Ni中的至少一种，阴离子为硝酸根离子、氯离子、硫酸根离子或醋酸根离子；胺类溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种，醇类溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的有机羧酸配体、氮杂环配体分别为直线型有机羧酸配体、直线型含氮杂环两种不同类型的有机配体；其中，直线型有机羧酸配体为1,4-对苯二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、2-氨基对苯二甲酸或2-甲基对苯二甲酸配体中的一种；其中直线型含氮杂环配体为三乙烯二胺、4,4’-联吡啶或其衍生物中的一种。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的锌盐和掺杂金属元素的金属盐中金属投料摩尔比为0.01~1000；胺类溶剂、醇类溶剂的投料体积比为0.1~10:1；锌盐和掺杂金属元素的金属盐总量、有机羧酸配体、含氮杂环配体的投料摩尔比为1~20:1~5:1。

11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的锌盐和掺杂金属元素的金属盐中金属投料摩尔比为0.1~50；胺类溶剂、醇类溶剂的投料体积比为1~5:1；锌盐和掺杂金属元素的金属盐总量、有机羧酸配体、含氮杂环配体的投料摩尔比为2~5:1.5~2.5:1。

12.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的锌盐和掺杂金属元素的金属盐中金属投料摩尔比为0.1~10。

13.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述反应的反应条件为在50~300℃条件下加热反应5~100h。

14.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中活化处理的条件为在温度100~150℃，真空度0.005~0.05 MPa下活化处理3~15 h。