[发明专利]一种在超临界CO2

说明书

本发明涉及一种在超临界CO₂中制备沸石咪唑酯骨架金属有机材料的合成方法，步骤如下：⑴以钴基金属离子为前驱体，2‑甲基咪唑为有机配体，将其在室温下混合均匀；⑵将步骤⑴得到的混合原料放置于反应柱内，并将反应柱置于超临界系统内；⑶打开恒温箱，设定反应所需温度，关闭进口阀、出口阀以及排空阀，当箱内温度达到预先设定温度时，打开进口阀，采用二氧化碳加压泵，向反应柱中充入二氧化碳，使达到预先设定的反应压力，开始计时，进行反应；⑷通过释放压力和降低温度分离产品与溶剂；⑸洗涤，将所得物料在干燥箱中过夜。本发明方法制备方法简单，无需加入有机溶剂，耗时少，工艺流程短，环境污染小，制备过程绿色环保，可操作性强。

技术领域

本发明属于化工技术领域，尤其是一种在超临界CO₂中合成沸石咪唑酯骨架金属有机材料ZIF-67的方法。

背景技术

金属有机框架材料(MOF)是一种由金属离子与有机配体通过配位相连形成的新型多孔网状结构材料。ZIFs属于沸石咪唑酯骨架金属有机材料，其具有以下独特优点：①比表面积大；②骨架稳定且灵活可调；③孔隙率大。基于以上优点，ZIFs已经被应用于气体的吸附、分离和储存、电催化和传感等。

目前，已知的ZIF-67材料合成过程使用大量有机溶剂且反应时间较长，造成资源浪费、有毒有害、时间成本高且低效等问题，这在很大程度上制约了ZIFs材料的发展。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的大量使用有机溶剂，且反应时间过长的不足之处，提供一种在超临界CO₂中合成沸石咪唑酯骨架金属有机材料ZIF-67的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种在超临界CO₂中制备沸石咪唑酯骨架金属有机材料的合成方法，步骤如下：

⑴以钴基金属离子为前驱体，2-甲基咪唑为有机配体，将其在室温下混合均匀；

⑵将步骤⑴得到的混合原料放置于反应柱内，并将反应柱置于超临界系统内；

⑶打开恒温箱，设定反应所需温度，关闭进口阀、出口阀以及排空阀，当箱内温度达到预先设定温度时，打开进口阀，采用二氧化碳加压泵，向反应柱中充入二氧化碳，使达到预先设定的反应压力，开始计时，进行反应；

⑷反应结束后，通过释放压力和降低温度分离产品与溶剂；

⑸将上述获得产品取出，采用有机溶剂洗涤，将所得物料在干燥箱中过夜，得到金属有机骨架材料。

而且，所述钴基金属离子包括硝酸钴、碳酸钴、乙酸钴、四氧化三钴、氧化钴、氯化钴、乙酰丙酮钴(Ⅱ)或乙酰丙酮钴(Ⅲ)。

而且，所述步骤⑴中钴基金属离子与2-甲基咪唑的摩尔比为100:1-1:100。

而且，所述步骤⑶中反应过程中，反应所需温度为35-100℃，反应压力为8-40MPa，反应时间为10-1440min。

而且，所述步骤⑸中有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮或N,N-二甲基甲酰胺，干燥时间为2-48h。

如上所述的方法制得的晶体材料晶体材料。

而且，所述材料的晶体结构为ZIF-67结构，其微观结构为尺寸在150-200nm之间的菱形十二面体颗粒。

本发明取得的优点和积极效果为：