[发明专利]一种表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将柔性有机配体加入到一定浓度的金属盐水溶液中，搅拌均匀，调节pH，逐步升温，在高压条件下恒温反应一定时间，抽滤、洗涤、干燥得到柔性金属有机骨架材料MOFs；

所述柔性有机配体包括1,4-苯二甲酸和2,5-吡啶二甲酸；

所述金属盐水溶液中的金属离子包括Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)，所述金属盐水溶液的盐为草酸盐、醋酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、次卤酸盐、氯化物中的一种或二种以上；

（2）将步骤（1）得到的柔性金属有机骨架材料MOFs与Zn（Ⅱ）盐在尿素/水溶液中恒温加热搅拌反应一定时间，抽滤、洗涤、干燥得到所述表面掺杂纳米级Zn（Ⅱ）盐的柔性MOFs；

所述的尿素/水溶液的配比为摩尔比1:（5～10）；

（3）将步骤（2）得到的表面掺杂纳米级Zn（Ⅱ）盐的柔性MOFs边搅拌边加入到一定浓度的2-甲基咪唑水溶液中，混合均匀，升温后高压条件下恒温反应一定时间，取出后抽滤、洗涤、干燥、成型、活化得到所述表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述柔性有机配体的量为反应溶液的1～30 wt%，所述金属盐水溶液浓度为0.5 mol/L～2 mol/L，所述pH在5.5～7之间；所述逐步升温为25～40 ℃/h；所述高压恒温为2～8 Mpa、120～200 ℃；恒温后反应时间为4 ~6 h。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述柔性有机配体的量为反应溶液的15～25 wt%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的Zn（Ⅱ）盐为Zn²⁺的硫酸盐、硝酸盐、氧化物、氯化物中的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述恒温时的反应温度为80～200 ℃，搅拌的速度为80～120 r/min，反应时间大于或等于1h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的2-甲基咪唑水溶液使用去离子水，2-甲基咪唑与去离子水的摩尔配比为1:（30～45）；所述搅拌速度为40～60r/min，升温速率为10 ℃/h，高压为1.5～4 MPa，恒温为100～150 ℃，反应时间为3-10h。

7.由权利要求1所述的制备方法制备获得的一种表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料，其特征在于，该材料由ZIF-8作外壳和柔性金属有机骨架材料MOFs作内核构成，所述柔性金属有机骨架材料MOFs的比表面积大于300 m²/g，孔径大小在0.8～1.5nm，孔隙率为70～85%。

8.根据权利要求7所述的材料，其特征在于，所述的柔性金属有机骨架材料MOFs的分形维数优选介于2～3之间。

9.根据权利要求7所述的材料，其特征在于，所述的表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料中ZIF-8的含量为2~10 wt%。

10.根据权利要求7所述的材料，其特征在于，所述的表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料的表面覆盖ZIF-8的厚度为100~300 μm。

11.由权利要求1-6任一项所述方法制备的表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料在捕获烟气中微量SO₂的应用。