[发明专利]一种金属有机骨架材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种金属有机骨架材料的制备方法及应用，所述制备方法包括如下步骤：S1：将Cu(NO₃)₂·3H₂O和2'‑氨基‑[1,1'：3'，1”‑三苯基]‑3,3”，5,5'‑四羧酸溶于DMF、H₂O和浓HCl的混合溶液中；S2：将S1中得到的混合溶在设定温度下液静置于恒温烘箱中预定时间；S3：将步骤S中恒温静置的溶液冷却至室温得到蓝色晶体状的所述金属有机骨架材料。本发明的金属有机骨架材料Cu‑MOF‑NH₂对SF6/N₂(SF₆：N₂＝10：90)混合物具有较好的选择分离性能，且具有较高的热稳定性和可再生性，应用SF6/N₂混合物的分离具有较为广阔的市场空间和前景。

技术领域

本发明涉及SF6/N2混合物分离技术领域，特别是涉及一种金属有机骨架材料的制备方法及其应用。

背景技术

六氟化硫(SF₆)由于其优良的介电性能和电弧猝灭性能，在许多工业领域有着广泛的应用，如电气设备的绝缘介质和半导体制造的等离子刻蚀剂，由于SF₆具有极高的大气寿命(3200年)和较高的全球变暖潜能(比CO₂大23900倍)，SF₆属于《京都议定书》规定的最强温室气体。SF₆的实际用途是通过保持高介电强度的特性在低浓度下与N₂混合。因此，寻找有效的SF₆/N₂混合物分离方法，实现SF₆的回收再利用，减少对环境的长期影响具有重要意义。

与低温蒸馏和高压液化等传统方法相比，变压吸附法(pressure swingadsorption,PSA)具有投资成本低、操作简单、节能等优点，其关键在于选择合适的吸附剂。目前，不同类型的多孔材料已被用来研究对SF₆/N₂的吸附和分离，如多孔碳和沸石，但从实际应用角度看，现有材料的分离选择性，0.1bar下的SF₆吸附容量，以及1bar下的SF₆吸附容量相对较低，为此亟需开发性能更好的新型采用用于分离F₆/N₂混合物。

发明内容

为此，本发明要解决的技术问题是现有变压吸附法在分离SF₆/N₂混合物过程中存在的上述不足，进而提供一种金属有机骨架材料的制备方法及其应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种金属有机骨架材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1：将Cu(NO₃)₂·3H₂O和2'-氨基-[1,1'：3'，1”-三苯基]-3,3”，5,5'-四羧酸溶于N,N-二甲基甲酰胺(也即DMF，化学式为C₃H₇NO)、H₂O和浓HCl的混合溶液中；

S2：将S1中得到的混合溶在设定温度下液静置于恒温烘箱中预定时间；

S3：将步骤S中恒温静置的溶液冷却至室温得到蓝色晶体状的所述金属有机骨架材料。得到的蓝色晶体，分别用DMF和丙酮洗涤活化三天后即可用于对SF6/N₂混合物的分离。

优选的，所述步骤S1中的Cu(NO₃)₂·3H₂O与2'-氨基-[1,1'：3'，1”-三苯基]-3,3”，5,5'-四羧酸的体积比为(1.5-2.5):1。

优选的，所述步骤S1中DMF、H₂O、浓HCl的体积比为(1.5-2.5):1:(0.05-0.15)。