[发明专利]一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，涉及是一种基于金属有机框架的核壳材料MIL‑101(Cr)@PMF的制备方法和应用，采用的技术方案：将MIL‑101(Cr)、三聚氰胺和二甲基亚砜置于聚四氟乙烯反应釜中，超声处理1h，然后加入多聚甲醛并超声处理30分钟；将聚四氟乙烯反应釜在烘箱中进行加热反应，然后搅拌半小时以获得均匀的溶液，继续在烘箱中进行反应；缓慢冷却到室温，得到浅绿色晶体，过滤并洗涤数次，真空加热得到MIL‑101(Cr)@PMF核壳材料。本发明涉及的MIL‑101(Cr)@PMF核壳材料制备方法简单，并在Deacetalization‑Knoevenagel串联反应中表现出超高的催化能力。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，涉及是一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF的制备方法和应用，具体的说，涉及一种催化Deacetalization-Knoevenagel串联反应的核壳材料的制备及其应用。

背景技术

金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子和有机配体或团簇通过配位键形成的多孔结晶材料。多孔有机聚合物(POP)是一种由C、N、O、B等原子组成的多功能材料。对于催化应用，MOF的高结晶度和分子级结构设计有望提高催化效率，然而MOFs@POP核壳材料在催化领域的研究却鲜有报道。

串联反应指的是在同一个反应环境并不进行新操作时，加入的反应物连续进行两步或两步以上的反应，前一步反应的产物通常和初始反应物或自身发生下一步反应，而且它们的反应条件相似。在有机催化领域，串联反应已经成为了一个极具潜力的反应发展方向。

发明内容

本发明的目的是以MIL-101(Cr)为核材料，三聚氰胺、多聚甲醛和无水二甲基亚砜反应生成的PMF为壳材料，利用浸渍合成法的方法构筑出一种新型的MIL-101(Cr)@PMF核壳材料，并研究其作为同时具有Lewis酸和碱性位点的双功能催化剂对Deacetalization-Knoevenagel串联反应的催化性能。

本发明采用的技术方案是：一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF，制备方法包括如下步骤：

1)将MIL-101(Cr)、三聚氰胺和二甲基亚砜置于聚四氟乙烯反应釜中，超声处理1h，然后加入多聚甲醛并超声处理30分钟；

2)将聚四氟乙烯反应釜在烘箱中进行加热反应，然后搅拌半小时以获得均匀的溶液，继续在烘箱中进行反应；

3)缓慢冷却到室温，得到浅绿色晶体，过滤并洗涤数次，真空干燥得到目标产物；

上述一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF，步骤1)中，按摩尔比，MIL-101(Cr):三聚氰胺＝1:4.2。

上述的一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF，步骤1)中，按重量比，三聚氰胺:多聚甲醛＝2.3:1。

上述的一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF，步骤2)中，加热反应的温度为393K，时间为1h。

上述的一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF，步骤2)中，所述的继续在烘箱中进行反应是在443K下放置72h。

上述的一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF，步骤3)中，所述的真空加热为353K下真空加热24h。

上述的一种基于金属有机框架的核壳材料MIL-101(Cr)@PMF在催化Deacetalization-Knoevenagel串联反应中的应用。

上述的应用，方法如下：取苯甲醛二甲基缩醛、丙二腈、乙醇和催化剂于三颈反应容器中，在353K的条件下反应12h；所述的催化剂是上述的MIL-101(Cr)@PMF核壳材料。