一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL?100(Cr)的方法。本發明專利技術涉及合成金屬有機骨架材料MIL?100(Cr)的方法。本發明專利技術要解決現有方法耗時長、反應釜利用率低以及必須使用有毒害的氫氟酸的問題。方法：將CrCl3·6H2O與均苯三甲酸混合均勻，然后在室溫下研磨，得到混合物，將混合物置于內襯特氟龍的不銹鋼反應釜中進行晶化反應，冷卻不銹鋼反應釜，取出產物，得到固體產物；將固體產物洗滌，得到洗滌后的固體產物，最后將洗滌后的固體產物烘干，即可得到MIL?100(Cr)。本發明專利技術用于一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL?100(Cr)的方法。
A solvent free synthesis of metal organic frameworks 100 MIL (Cr) method
A solvent free synthesis of metal organic frameworks 100 MIL (Cr) method. The present invention relates to the synthesis of metal organic frameworks 100 MIL (Cr) method. The invention solves the problems of long time consumption, low utilization ratio of the reaction kettle and the use of poisonous hydrofluoric acid in the prior art. Method: CrCl
【技術實現步驟摘要】
一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法
本專利技術涉及合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法。
技術介紹
金屬有機骨架材料(MOFs)是由無機金屬離子組成的次級結構單元和有機配體，通過強的化學鍵連接在一起而形成的三維網狀結構的材料。從MOFs材料被發現的二十多年時間里，其在氣體的存儲與分離、催化等諸多領域展現了良好的性能。隨著對MOFs材料合成的深入研究，MOFs材料的潛在應用范圍還在不斷擴大，目前已經涉及到藥物緩釋和傳感器制作等方面。其中MIL-100(Cr)材料在具有以上優點的同時，還有較強的穩定性，因此有著更大的應用潛力。MIL-100(Cr)，即[Cr3F(H2O)3O(BTC)3·nH2O(n≈28)]材料是在2004年由法國的Ferey研究小組設計合成，由三核鉻簇與配體BTC相互連接而成。它具有兩種不同尺寸微孔籠，較小的籠大小約為具有直徑約為的正五邊形窗口；較大的籠大小約為具有直徑約為的正五邊形窗口。MIL-100(Cr)的BET比表面積可以達到1500m2/g～2200m2/g，總孔容接近1.7cm3/g，能夠吸附大量的分子。目前MIL-100(Cr)都是利用水熱法進行合成，以金屬鉻或CrO3作為鉻源，與氫氟酸混合配制成水溶液，在與均苯三甲酸混合后在反應釜中加熱晶化。該方法耗時極長，反應釜的利用率低，必須使用有毒、有危險的氫氟酸。亟需開發更快更環保的合成路徑。
技術實現思路
本專利技術是要解決現有方法耗時長、反應釜利用率低以及必須使用有毒害的氫氟酸的問題，而提供了一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法。一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法，具體是按照以下步驟進行的：一、將CrCl3·6H2O與均苯三甲酸混合均勻，然后在室溫下研磨10min～40min，得到混合物，將混合物置于內襯特氟龍的不銹鋼反應釜中進行晶化反應，晶化溫度為180℃～250℃，晶化反應時間為4h～48h，冷卻不銹鋼反應釜，取出產物，得到固體產物；所述的CrCl3·6H2O與均苯三甲酸的摩爾比為(0.33～3):1；二、在溫度為30℃～90℃的條件下，將固體產物洗滌2次～4次，每次洗滌時間為2h～20h，得到洗滌后的固體產物，最后將洗滌后的固體產物在溫度為70℃～180℃的條件下烘干，即得到MIL-100(Cr)。本專利技術的有益效果是：1、將合成時間縮短至4h～48h，大幅度縮短晶化時間。2、沒有使用任何溶劑，提高了反應釜的利用率。3、不使用有毒害的氫氟酸。4、MIL-100(Cr)比表面積可達到1848m2/g，與水熱合成法的相當。本專利技術用于一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法。附圖說明圖1為MIL-100(Cr)的XRD圖；1為傳統水熱法制備的MIL-100(Cr)，2為實施例二制備的MIL-100(Cr)，3為實施例一制備的MIL-100(Cr)，4為實施例三制備的MIL-100(Cr)，5為實施例四制備的MIL-100(Cr)；圖2為實施例一制備的MIL-100(Cr)的氮氣吸脫附等溫線；圖3為實施例四制備的MIL-100(Cr)和實施例二制備的MIL-100(Cr)的氮氣吸脫附等溫線，1為實施例四制備的MIL-100(Cr)，2為實施例二制備的MIL-100(Cr)；圖4為實施例三制備的MIL-100(Cr)的氮氣吸脫附等溫線；圖5為反應時間為15h時，CrCl3·6H2O與均苯三甲酸不同摩爾比制備的MIL-100(Cr)的氮氣吸脫附等溫線，1為實施例六制備的MIL-100(Cr)，2為實施例五制備的MIL-100(Cr)，3為實施例一制備的MIL-100(Cr)。具體實施方式本專利技術技術方案不局限于以下所列舉的具體實施方式，還包括各具體實施方式之間的任意組合。具體實施方式一：本實施方式所述的一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法，具體是按照以下步驟進行的：一、將CrCl3·6H2O與均苯三甲酸混合均勻，然后在室溫下研磨10min～40min，得到混合物，將混合物置于內襯特氟龍的不銹鋼反應釜中進行晶化反應，晶化溫度為180℃～250℃，晶化反應時間為4h～48h，冷卻不銹鋼反應釜，取出產物，得到固體產物；所述的CrCl3·6H2O與均苯三甲酸的摩爾比為(0.33～3):1；二、在溫度為30℃～90℃的條件下，將固體產物洗滌2次～4次，每次洗滌時間為2h～20h，得到洗滌后的固體產物，最后將洗滌后的固體產物在溫度為70℃～180℃的條件下烘干，即得到MIL-100(Cr)。本具體實施方式的有益效果是：1、將合成時間縮短至4h～48h，大幅度縮短晶化時間。2、沒有使用任何溶劑，提高了反應釜的利用率。3、不使用有毒害的氫氟酸。4、MIL-100(Cr)比表面積可達到1848m2/g，與水熱合成法的相當。具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：步驟一中晶化反應時間為15h。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二之一不同的是：步驟一中晶化反應時間為12h。其它與具體實施方式一或二相同。具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是：步驟一中晶化反應時間為18h。其它與具體實施方式一至三相同。具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是：步驟一中晶化反應時間為24h。其它與具體實施方式一至四相同。具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五之一不同的是：步驟一中所述的CrCl3·6H2O與均苯三甲酸的摩爾比為2:1。其它與具體實施方式一至五相同。具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一至六之一不同的是：步驟一中所述的CrCl3·6H2O與均苯三甲酸的摩爾比為1.5:1。其它與具體實施方式一至六相同。具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一至七之一不同的是：步驟一中所述的CrCl3·6H2O與均苯三甲酸的摩爾比為1:1。其它與具體實施方式一至七相同。具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一至八之一不同的是：步驟一中晶化溫度為180℃～200℃。其它與具體實施方式一至八相同。具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式一至九之一不同的是：步驟一中晶化溫度為200℃～250℃。其它與具體實施方式一至九相同。采用以下實施例驗證本專利技術的有益效果：實施例一：本實施例所述的一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法，具體是按照以下步驟進行的：一、將CrCl3·6H2O與均苯三甲酸混合均勻，然后在室溫下研磨30min，得到混合物，將混合物置于內襯特氟龍的不銹鋼反應釜中進行晶化反應，晶化溫度為220℃，晶化反應時間為15h，冷卻不銹鋼反應釜，取出產物，得到固體產物；所述的CrCl3·6H2O與均苯三甲酸的摩爾比為2:1；二、在溫度為70℃的條件下，將固體產物洗滌2次，每次洗滌時間為3h，得到洗滌后的固體產物，最后將洗滌后的固體產物在溫度為150℃的條件下烘干，即得到MIL-100(Cr)。實施例二：本實施例與實施例一不同的是：步驟一中晶化反應時間為12h。其它與實施例一相同。實施例三：本實施例與實施例一不同本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL?100(Cr)的方法，其特征在于一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL?100(Cr)的方法是按照以下步驟進行的：一、將CrCl
【技術特征摘要】
1.一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法，其特征在于一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法是按照以下步驟進行的：一、將CrCl3·6H2O與均苯三甲酸混合均勻，然后在室溫下研磨10min～40min，得到混合物，將混合物置于內襯特氟龍的不銹鋼反應釜中進行晶化反應，晶化溫度為180℃～250℃，晶化反應時間為4h～48h，冷卻不銹鋼反應釜，取出產物，得到固體產物；所述的CrCl3·6H2O與均苯三甲酸的摩爾比為(0.33～3):1；二、在溫度為30℃～90℃的條件下，將固體產物洗滌2次～4次，每次洗滌時間為2h～20h，得到洗滌后的固體產物，最后將洗滌后的固體產物在溫度為70℃～180℃的條件下烘干，即得到MIL-100(Cr)。2.根據權利要求1所述的一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法，其特征在于步驟一中晶化反應時間為15h。3.根據權利要求1所述的一種無溶劑法快速合成金屬有機骨架材料MIL-100(Cr)的方法，其特征在于步驟一中晶化反應時間為12h。4.根據權利要求1所述的一種無溶劑法快速合...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫印勇，毛穎，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。