一种室温下高效制备多级孔MIL-100(Fe)的方法

专利2025-08-09  106


本发明涉及金属有机骨架材料的制备,特别是一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法。


背景技术:

1、mil-100(fe)作为一种以铁为中心离子、苯二甲酸为有机配体的金属有机骨架(mof)材料,在气体吸附与分离、催化反应以及其他多个领域具有广泛的应用前景。传统的mil-100(fe)制备方法主要包括溶剂热法和模板法等,但这些方法通常需要高温高压条件和较长的反应时间。且传统的制备方法很少能够实现在室温下的高效合成,这限制了mil-100(fe)的大规模生产和工业应用。此外,对孔隙结构的精细调控也是传统方法面临的挑战之一,特别是制备具有多级孔结构的mil-100(fe),这种结构对于提高材料的气体吸附和分离性能至关重要。


技术实现思路

1、发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,实现低能耗、低污染、高产效的制备多级孔mil-100(fe)。

2、技术方案:为实现上述目的,本发明的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,制得的mil-100(fe)具有多级孔结构,具体包括以下步骤:

3、步骤ⅰ,溶液配制,将1,3,5-均苯三甲酸溶解于乙醇/n,n二甲基甲酰胺混合溶剂中,制得溶液a;将水合铁盐溶解在水中,并加入一定量的氟化铵,制得凝胶b;

4、步骤ⅱ,混合搅拌,将所述溶液a和所述凝胶b在25-35℃下混合,并搅拌一定时间形成凝胶c;

5、步骤ⅲ,分离洗涤,通过离心实现固液分离,在25-35℃下,将分离所得的固体通过蒸馏水和乙醇洗涤后,在二氯甲烷中浸泡;

6、步骤ⅳ,干燥活化,将浸泡后的产物先在70℃的环境下干燥一段时间,再在150℃的环境下活化一段时间,制得粉末d,所述粉末d为f-mil-100(fe)。

7、进一步地,步骤ⅰ中,加入5%-15%的氟化铵。

8、进一步地,步骤ⅰ中,所述乙醇/n,n二甲基甲酰胺混合溶剂中,乙醇与n,n二甲基甲酰胺的混合比例为1:1。

9、进一步地,所述溶液a中1,3,5-均苯三甲酸的浓度为0.01-0.1g/ml。

10、进一步地,所述凝胶b中fe(no3)3·9h2o的浓度为0.05-0.5g/ml。

11、进一步地,所述溶液a和所述凝胶b的混合容积比为1:1~5:1。

12、进一步地,所述凝胶c形成的搅拌时间为72h,离心分离后固体产物的洗涤时间为1h,干燥时间为24h,活化时间为24h。

13、进一步地,离心分离所得固体产物洗涤后,在所述二氯甲烷中浸泡两次,每次浸泡24-48h。

14、有益效果:本发明的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,采用更加温和的反应条件合成mil-100(fe),无需高温高压的条件,降低了设备要求和能耗;制备周期短,提高了生产效率;减少了dmf的用量,减少了对环境的污染;制得的mil-100(fe)具有多级孔结构,且性能优异。



技术特征:

1.一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,其特征在于:制得的mil-100(fe)具有多级孔结构,具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,其特征在于:步骤ⅰ中,加入5%-15%的氟化铵。

3.根据权利要求2所述的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,其特征在于:步骤ⅰ中,所述乙醇/n,n二甲基甲酰胺混合溶剂中,乙醇与n,n二甲基甲酰胺的混合比例为1:1。

4.根据权利要求3所述的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,其特征在于:所述溶液a中1,3,5-均苯三甲酸的浓度为0.01-0.1g/ml。

5.根据权利要求4所述的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,其特征在于:所述凝胶b中fe(no3)3·9h2o的浓度为0.05-0.5g/ml。

6.根据权利要求5所述的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,其特征在于:所述溶液a和所述凝胶b的混合容积比为1:1~5:1。

7.根据权利要求6所述的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,其特征在于:所述凝胶c形成的搅拌时间为72h,离心分离后固体产物的洗涤时间为1h,干燥时间为24h,活化时间为24h。

8.根据权利要求7所述的一种室温下高效制备多级孔mil-100(fe)的方法,其特征在于:离心分离所得固体产物洗涤后,在所述二氯甲烷中浸泡两次,每次浸泡24-48h。


技术总结
本发明公开了一种室温下高效制备多级孔MIL‑100(Fe)的方法,制得的MIL‑100(Fe)具有多级孔结构,包括以下步骤:将1,3,5‑均苯三甲酸溶解于乙醇/N,N二甲基甲酰胺混合溶剂中,制得溶液a;将Fe(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;·9H<subgt;2</subgt;O溶解在水中,并加入一定量的氟化铵,制得橙色凝胶b;将所述溶液a和所述橙色凝胶b在室温下混合,并搅拌一定时间形成凝胶c;通过离心实现固液分离,在室温下,将分离所得的固体通过蒸馏水和乙醇洗涤后,在二氯甲烷中浸泡,将浸泡后的产物先在70℃的环境下干燥一段时间,再在150℃的环境下活化一段时间,制得橙色的粉末d,所述橙色的粉末d为F‑MIL‑100(Fe)。本发明实现低能耗、低污染、高产效的制备多级孔MIL‑100(Fe)。

技术研发人员:张喆,蒙井,周之龙,刘荣桂
受保护的技术使用者:南通理工学院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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