[发明专利]一种蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂及其制备方法、应用，其特征在于：负载有亚价金属节点，亚价金属节点与含羧酸、咪唑、嘧啶或吡啶的有机配体自组装形成的三维网络的多孔结构。本发明将所制备的具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂直接用于燃料油的吸附脱硫、烯烃烷烃的分离和一氧化碳的回收，本发明提供一种吸附容量大、选择性和吸附分离效率高的金属骨架吸附剂。

技术领域

本发明涉及化工分离技术领域，特别是涉及一种蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂及其制备方法、应用。

背景技术

大量含硫燃料油的燃烧带来的环境问题日益严重。尽管加氢脱硫能够有效的去除燃料油中的硫醇、硫醚和二硫化物等而被广泛采用，但是对于噻吩类硫化物的脱除却束手无策，因此脱除油品中的噻吩类硫化物势在必行。由于烯烃和烷烃的分子尺寸相近，挥发度相似，分离这类混合物的条件尤其苛刻。工业上分离乙烯/乙烷需要在低温和高压的条件下精馏，随之而来的是巨大的能源消耗。因此，开发高效节能的烯烃/烷烃分离技术的意义非凡。一氧化碳作为化学工业中重要的原料，被用于合成各种化学品，如聚合物纤维、塑料和医药等等。尽管一氧化碳来源丰富，然而，原料气中大都掺杂有N₂、CH₄和H₂等其它杂质气体，不能直接用于合成化学品，需要经过进一步的纯化处理。

吸附分离技术由于操作条件温和，工艺简单，成本较低，成为目前的研究热点。而开发吸附容量大且吸附选择性高的吸附剂仍然是这项技术应用的核心。由于具有亚价的金属位点能与不饱和键之间形成的络合作用力，这种作用力强于范德华力同时又弱于化学作用力，由此具有亚价金属节点的多孔吸附剂作为络合吸附剂在燃料油深度脱硫、烯烃烷烃分离和一氧化碳回收等应用方面展现出优越的吸附性能和再生性能。同时，金属有机骨架材料具有发达的孔道结构和大量的金属位点，成为吸附应用领域的热点。但目前技术中，由金属盐与有机配体反应直接制得的金属有机骨架材料中的金属位点的价态通常为最高价态，与吸附质之间的吸附作用较弱，吸附分离效果欠佳。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂及其制备方法、应用。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂，其包括，具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂包括金属有机骨架，所述金属有机骨架负载有亚价金属节点，所述金属有机骨架与含羧酸、咪唑、嘧啶或吡啶的有机配体自组装形成的三维网络的多孔结构。

本发明的另一个目的是，提供一种蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附的制备方法。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：称取金属有机骨架材料，放在玻璃瓶中，再放入还原剂，保证金属油价骨架材料和还原剂之间不接触，将玻璃瓶置于反应釜中加热，加热完成后，取出玻璃瓶，得到具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂。

作为本发明所述蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂的制备方法的一种优选方案，其中：还原剂包括甲酰胺、乙酰胺、N,N’-二甲基甲酰胺和N,N’-二甲基乙酰胺的一种或几种。

作为本发明所述蒸汽还原法制备具有亚价金属节点的金属有机骨架吸附剂的制备方法的一种优选方案，其中：还原剂为甲酰胺。