[发明专利]一种环境诱导金属有机骨架材料晶相转化的方法

说明书

本发明公开一种环境诱导金属有机骨架材料晶相转化的方法。本发明突破了传统溶液相中金属有机骨架材料通过溶解再结晶方式实现相转化的方法。通过简单加热、抽真空与加热结合、加压与加热结合的方式高效实现了相同构筑基元形成的金属有机骨架材料在固态条件下晶相的快速转化。该方法在同质不同构的金属有机骨架材料之间架起了桥梁，为研究金属有机骨架材料动态性质开辟了一条新路。

技术领域

本发明提出一种环境诱导金属有机骨架材料晶相转化的方法，属于化工分离技术领域。

背景技术

金属有机骨架材料是一类新兴多孔材料，因其比表面积高、结构丰富、可修饰性强等特点受到了极大的关注。该类材料在吸附分离、传感检测、声光热电力、药物缓释等领域显示出巨大的应用前景。在这些研究中对于构效关系的精确把控有助于我们深入了解材料发挥作用的原理。特别值得注意的是由相同构筑基元形成的不同晶相的金属有机骨架材料常常具有截然不同的性质。因此，准确调控该系列材料的晶相对于材料的应用研究具有重要意义。文献(X.Li,Z.H.Li,L.Lu,L.M.Huang,L.Xiang,J.Shen,S.Y.Liu,D.R.Xiao.Thesolvent induced inter-dimensional phase transformations of cobalt zeolitic-imidazolate frameworks.Chem.Eur.J.23,10638-10643(2017))报道了甲醇/水溶液相中ZIF-67和ZIF-L之间的相互转化。文献(H.F.Fu,Z.H.Wang,X.Wang,P.Wang,C.C.Wang.Formation mechanism of rod-like ZIF-L and fast phase transformationfrom ZIF-L to ZIF-8 with morphology changes controlled bypolyvinylpyrrolidone and ethanol.CrystEngComm.20,1473-1477(2018))报道了乙醇中ZIF-8和ZIF-L之间的相互转化。上述报道均在溶液相中发生，主要是通过溶解再结晶过程进行，由于溶剂的影响使得我们对转化过程的深入把握变得更复杂，并且溶剂的存在也使得制备和后处理过程中能耗增加，不符合绿色化学的要求。

发明内容

本发明提供一种环境诱导金属有机骨架材料晶相转化的方法。本发明突破了传统溶液相中金属有机骨架材料通过溶解再结晶方式实现相转化的方法。通过简单加热、抽真空与加热结合、加压与加热结合的方式高效实现了相同构筑基元形成的金属有机骨架材料在固态条件下晶相的快速转化。该方法在同质不同构的金属有机骨架材料之间架起了桥梁，为研究金属有机骨架材料动态性质开辟了一条新路。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种环境诱导金属有机骨架材料晶相转化的方法，包括如下步骤：

将前驱体金属有机骨架材料通过简单加热、抽真空与加热结合、或加压与加热结合的方式，高效实现了金属有机骨架材料在固态条件下晶相的快速转化，制备得到环境诱导转化后的新金属有机骨架材料；

所述简单加热为：在室温下，将前驱体金属有机骨架材料负载到基底上，在通有适当气氛的反应池中对负载后的前驱体金属有机骨架材料加热至一定温度，保持一段时间；

其中所述前驱体金属有机骨架材料为ZIF-L、HKUST-1、ZIF-67、MOF-5、MAF-4(其中金属节点可以是Zn、Co、Ni、Fe、Mg、Mn)；

其中所述前驱体金属有机骨架材料的粒径为1～10000nm；

其中所述基底为氧化铝基底、不锈钢基底、阳极氧化铝基底、氧化硅基底、氧化锆基底、氧化钛基底、氧化锌基底或泡沫镍基底；

其中所述负载的方法为将所述前驱体金属有机骨架材料的粉末通过擦涂法、喷涂法、旋涂法负载到所述基底上；

其中所述前驱体金属有机骨架材料的负载量为10～500g/m²。