[发明专利]一种制备铁基金属有机骨架材料MIL-100(Fe)的方法

说明书

本发明提出了一种制备铁基金属有机骨架材料MIL‑100(Fe)的方法。本发明在制备铁基金属有机骨架材料过程中加入表面活性剂，辅助合成了成分和颗粒粒度均匀、晶体形貌更加规整的MIL‑100(Fe)。通过烟气脱硝检测分析，达到99.9％催化脱硝率时其脱硝温度比未加表面活性剂的样品降低了10‑60℃。

技术领域

本发明属于烟气脱硝材料及其制备技术领域，涉及一种制备铁基金属有机骨架材料MIL-100(Fe)的方法。

背景技术

烟气低温脱硝是目前烟气环保领域急需解决的问题之一。目前工业上是以NH₃为还原剂和V₂O₅+WO₃(MoO₃)/TiO₂为催化剂的选择性催化还原，活性温度窗口300℃～400℃，且寿命受SO₂和灰分等影响。金属有机骨架材料作为低温脱硝催化剂是目前的研究热点之一，例如专利申请号为201310307034.0的专利文件是利用金属有机骨架MIL-100(Fe)为催化剂，在实施例中相对较低温度270℃时氨气脱硝活性也仅达到90％。

如果进一步降低金属有机骨架MIL-100(Fe)脱硝温度，就会避免造成脱硝过程中金属有机骨架材料催化剂坍塌(280-350℃)。因此，通过制备金属有机骨架材料MIL-100(Fe)的过程中添加表面活性剂，辅助合成了成分和颗粒粒度均匀、晶体形貌更加规整的MIL-100(Fe)，找到一种在低温范围内具有高催化活性，又能循环利用的催化剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备铁基金属有机骨架材料MIL-100(Fe)的方法。在制备铁基金属有机骨架材料MIL-100(Fe)过程中加入表面活性剂，辅助合成了成分和颗粒粒度均匀、晶体形貌更加规整的MIL-100(Fe)，在达到99.9％催化脱硝率的前提下降低催化脱硝的温度。

一种制备铁基金属有机骨架材料MIL-100(Fe)的方法，制备铁基金属有机骨架材料MIL-100(Fe)过程中加入表面活性剂。

所述的表面活性剂包括：十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或多种。

所述的表面活性剂优选为十四烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。

所述的表面活性剂进一步优选为十六烷基三甲基溴化铵。

所述的表面活性剂在整个反应体系中的浓度为1-24g/L。优选18g/L。

制备铁基金属有机骨架材料MIL-100(Fe)的方法具体为：铁基金属有机骨架材料MIL-100(Fe)制备步骤为：先将均苯三甲酸加入超纯水中，搅拌均匀得到A溶液；然后往A液中加入一定量的表面活性剂，搅拌均匀得B液；往B溶液中依次加入氢氟酸和硝酸，搅拌均匀得到C溶液；将C溶液中加入铁粉后放入反应釜中，升温反应，反应结束后，冷却，倒掉上清液，将剩下的浑浊液体洗涤除杂，所得样品干燥后研磨得到橘红色固体产物。

上述制备方法在整个反应体系中均苯三甲酸浓度为10-50g/L，优选30g/L；氢氟酸浓度为10-100ml/L，优选18ml/L；硝酸浓度为5-50ml/L，优选10ml/L；铁粉的添加比例为8-20g/L，优选12g/L。

上述制备方法，反应釜放置在烘箱中，升温至温度为100-200℃，优选150℃，恒温10-30h，优选24h。