[发明专利]一种具有高效催化氧化活性的多级孔钛-对苯二甲酸金属有机催化剂的制备方法

说明书

一种具有高效催化氧化活性的多级孔钛‑对苯二甲酸金属有机催化剂的制备方法，涉及一种多级孔钛‑对苯二甲酸金属有机催化剂的制备方法。解决现有大部分含钛(Ti)MOF结晶度都非常好，基本上没有可以利用的Ti活性位点，在催化反应上的活性较低的问题。方法：将对苯二甲酸加入到N,N‑二甲基酰胺中溶解，得到混合溶液；向混合溶液中加入四氯化钛，并置于磁力搅拌器上搅拌，然后将搅拌后的混合溶液晶化，冷却，离心分离，得到反应后的固体；利用有机溶剂将反应后的固体洗涤，过滤分离，最后真空下烘干，得到多级孔钛‑对苯二甲酸金属有机催化剂。本发明用于具有高效催化氧化活性的多级孔钛‑对苯二甲酸金属有机催化剂的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种多级孔钛-对苯二甲酸金属有机催化剂的制备方法。

背景技术

金属有机骨架材料(MOFs)作为一种新型的多孔材料，由于具有骨架结构多样性、大的比表面积、孔径易调和易功能化等特点，在传感、气体的吸附、分离、储运及催化等领域有着广泛的应用前景。其中，含钛(Ti)MOF具有Ti活性物种而备受关注。然而，大部分含钛(Ti)MOF结晶度都非常好，基本上没有可以利用的Ti活性位点，在催化反应上的活性较低。

介孔或者多级孔含Ti材料，具有大的孔径，能够保证反应物进出孔道，促进催化反应进行。另外，多出的介孔或多级孔也能够暴露出更多的活性位点，更有助于催化反应进行。然而即使把钛(Ti)MOF制备出介孔或是多级孔，由于其结晶度依然较高，几乎所有的Ti位点都被有机配体占据，没有足够的活性位点暴露出来，对催化反应依然没有多大帮助，现有氧化脱硫性能仅能移除70％的含硫化合物。因此，把金属有机材料制备成无定型结构，就会暴露出更多的活性位点，大大提高催化氧化性能。

发明内容

本发明的目的是要解决现有大部分含钛(Ti)MOF结晶度都非常好，基本上没有可以利用的Ti活性位点，在催化反应上的活性较低的问题，而提供一种具有高效催化氧化活性的多级孔钛-对苯二甲酸金属有机催化剂的制备方法。

一种具有高效催化氧化活性的多级孔钛-对苯二甲酸金属有机催化剂的制备方法具体是按以下步骤完成的：

一、在磁力搅拌下，将对苯二甲酸加入到N,N-二甲基酰胺中溶解，得到混合溶液；

所述的对苯二甲酸与N,N-二甲基酰胺的摩尔比为1:(65～720)；

二、向混合溶液中加入四氯化钛，且所述的混合溶液中对苯二甲酸与四氯化钛的摩尔比为1:(0.5～2)，然后置于磁力搅拌器上搅拌2min～10min，并将搅拌后的混合溶液置于具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在温度为100℃～220℃的条件下，晶化3h～30h，待反应釜冷却，离心分离，得到反应后的固体；

三、在温度为20℃～80℃的条件下，利用有机溶剂将反应后的固体洗涤3h～12h，过滤分离，得到一次洗涤后的固体；

四、将一次洗涤后的固体按步骤三重复2次～4次，最后在温度为50℃～160℃的真空下烘干，得到多级孔钛-对苯二甲酸金属有机催化剂。

本发明首次报道通过水热合成的方法，制备了含有Ti活性物种多级孔Ti-对苯二甲酸金属有机(Ti-BDC)催化剂。本催化剂在氧化脱硫上对移除苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)具有优异的性能，且在氧化苯甲醇和环己烯上也具有优异的性能。

本发明的优点：

1、本发明的方法可以得到多级孔Ti-对苯二甲酸金属有机(Ti-BDC)催化剂；制备的多级孔钛-对苯二甲酸金属有机催化剂粉末的比表面积在600m²/g左右，具有多级孔的特性；