[发明专利]一种MOF催化剂UiO-66-SO3

说明书

一种以锆盐、2‑磺酸基对苯二甲酸单钠和对苯二甲酸为原料，超声波辅助溶解，快速制备锆系MOF催化剂UiO‑66‑SO₃H的方法。该方法包括如下步骤：将锆盐，2‑磺酸基对苯二甲酸单钠和对苯二甲酸加入一元羧酸溶液中，经超声波辅助溶解3～10min，再于40～60℃反应10～24h。反应结束后将物料冷却至室温，通过离心分离，得到的白色粉末用溶剂洗涤3～6次后于10～20kPa和200～300℃真空干燥至恒重得UiO‑66‑SO₃H粉末。与现有技术相比，本发明的制备方法的优点是：合成步骤简单、反应速度快、产率高、颗粒粒径较大、晶形完整、热稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种锆系MOF催化剂UiO-66-SO₃H的制备方法，具体地说是一种以锆盐、2-磺酸基对苯二甲酸单钠和对苯二甲酸为原料，超声波辅助溶解，快速制备锆系MOF催化剂UiO-66-SO₃H的方法，属于催化材料及化工领域。

背景技术

作为一类新型的多孔有机材料，MOFs材料主要具有以下特点：孔径的可调性；高密度且均匀分布的催化活性位点；MOFs材料中的金属中心离子的不饱和性；MOFs材料官能团的多样性。这些特性使MOFs材料同时具有均相催化的高效性和多相催化的可再生回收的优点。因此，MOFs材料在催化反应中极具发展潜力，并得到了迅速发展。可是，大多数MOFs材料的化学稳定性和热稳定性较差，大大限制了其在高温催化反应中的应用。

Yaghi等系统地研究了MOFs材料的热稳定性，发现其热稳定性与金属中心离子有关，以Al、Fe、Cr、Cu等为金属中心离子的MOFs材料耐热性普遍较差，而以Zr为金属中心离子的MOFs材料的热稳定性较高，如UiO-66、UiO-67等的耐热温度可达540℃以上[Zhou H C,Long J R,Yaghi O M.Introduction to metal-organic frameworks[J].ChemicalReviews,2012,112(2):673-674；Sherry B D,Fürstner,Alois.The Promise andChallenge of Iron-Catalyzed Cross Coupling[J].Accounts of Chemical Research,2008,41(11):1500-1511；Cavka J H,Jakobsen S,Olsbye U,et al.A new zirconiuminorganic building brick forming metal organic frameworks with exceptionalstability[J].Journal of the American Chemical Society,2008,130(42):13850-13851]。UiO-66是以无机金属单元Zr₆O₄(OH)₄与12个对苯二甲酸配位，形成的具有八面体与立方体孔笼并存的三维结构材料。由于UiO-66的节点具有较大的链接数，Zr-O键结合较强，以致UiO-66具有非常高的化学稳定性和热稳定性，在500℃高温下骨架结构仍然能够保持完整。