[发明专利]一种金属有机框架材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种金属有机框架材料，所述金属有机框架材料的通式为[M₆(μ₃‑O)₄(μ₃‑OH)₄(OH)₄(H₂O)₄(BTTB)₂]G_x，属于四方晶系，空间群为I4₁/amd，其中，M为金属铪或者金属锆，BTTB为4,4',4”,4”'‑(吡嗪‑2,3,5,6‑四基)四苯甲酸，G为客体分子，x为正整数；包括如下步骤：(1)将H₄BTTB和MOCl₂·8H₂O溶于15～500mL的DMF中，待完全溶解后，再加入10～420mL的甲酸；(2)在常压回流下进行反应，反应温度115～135℃，反应时间为48～96h，冷却后过滤，获得晶体和滤液，对晶体进行洗涤、干燥，即得到金属有机框架材料。本发明提供的金属有机框架材料具有很好的化学稳定性和热稳定性，可以批量放大合成，重复性好，同时合成工艺流程简单，可操作性强，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种金属有机框架材料及其制备方法。

背景技术

金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由金属离子和有机配体自组装构成的配位框架材料，此类结构的物质不仅可能同时含有金属和有机配体的特性，还可能含有金属和有机配体均没有的新性能。作为一种新兴的具有高孔隙率、高比表面积、结构和功能可调的多孔材料，MOFs在气体吸附分离、小分子检测和催化等方面已经有一些应用。铪基、锆基金属有机框架材料(Hf-MOF、Zr-MOF)同时具有优异的热稳定性和化学稳定性而被广泛研究。

然而，目前实验室大多数通过溶剂热以烧玻璃管、反应釜的形式合成Hf-MOF和Zr-MOF，该种合成方式反应条件苛刻，实验过程和后续处理复杂繁琐。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种金属有机框架材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属有机框架材料，所述金属有机框架材料的通式为[M₆(μ₃-O)₄(μ₃-OH)₄(OH)₄(H₂O)₄(BTTB)₂]Gx，属于四方晶系，空间群为I4₁/amd，其中，M为金属铪或者金属锆，BTTB为4,4′,4″,4″′-(吡嗪-2,3,5,6-四基)四苯甲酸，G为客体分子，x为正整数。

进一步，当M为金属铪时，所述金属有机框架材料的通式为[Hf₆(μ₃-O)₄(μ₃-OH)₄(OH)₄(H₂O)₄(BTTB)₂]G_x，晶胞参数为：c＝61.0560(6)，α＝β＝γ＝90°，

进一步，当M为金属锆时，所述金属有机框架材料的通式为[Zr₆(μ₃-O)₄(μ₃-OH)₄(OH)₄(H₂O)₄(BTTB)₂]G_x，晶胞参数为：c＝60.6017(8)，α＝β＝γ＝90°，

上述金属有机框架材料(MOF)采用如下制备方法获得：