[发明专利]具有水吸附循环稳定性的锆基MOFs的制备方法及应用

权利要求书

1.一种具有水吸附循环稳定性的锆基 MOFs的制备方法，其特征在于，以四氯化锆、1’4’-二溴-2,3,5,6-四(4-羧基苯)苯为骨架原料，1,4-对苯二甲酸和/或4,4'-联苯二甲酸为辅助配体，采用溶剂热法制备锆基MOFs，四氯化锆、1’4’-二溴-2,3,5,6-四(4-羧基苯)苯形成Zr-TCPB-Br₂的骨架结构，Zr₆簇有6个空余位点， 相邻Zr₆簇之间的距离有长有短，4,4'-联苯二甲酸嵌入到长距离的相邻Zr₆簇之间的空余位点，1,4-对苯二甲酸嵌入到短距离的相邻Zr₆簇之间的空余位点，辅助配体的嵌入使锆基金属簇的连接数增加，连接数的增加有利于抵抗在水脱附过程中作用在材料孔道内壁的毛细管作用力，表现为材料的水吸附循环稳定性增强；按照质量比计，当采用1,4-对苯二甲酸作为辅助配体时，四氯化锆、1’4’-二溴-2,3,5,6-四(4-羧基苯)苯、辅助配体的用量为1:(0.1~0.5): (0.1~0.25)；当采用4,4'-联苯二甲酸作为辅助配体时，四氯化锆、1’4’-二溴-2,3,5,6-四(4-羧基苯)苯、辅助配体的用量为1:(0.1~0.5): (0.2~0.5)；当采用1,4-对苯二甲酸和4,4'-联苯二甲酸作为辅助配体时，四氯化锆、1’4’-二溴-2,3,5,6-四(4-羧基苯)苯、辅助配体的质量比为1:(0.1~0.5):(0.3~0.75)，并且1,4-对苯二甲酸和4,4'-联苯二甲酸的用量为1：（0.5~2）。

2.根据权利要求1所述的具有水吸附循环稳定性的锆基MOFs的制备方法，其特征在于，采用一锅法或者两步法，所述一锅法，是指将所有的原料及辅助配体分散到溶剂中进行溶剂热反应；两步法是指，将原料和辅助配体分散到溶剂中，将辅助配体组分滴加到原料组分中，进行溶剂热反应。

3.根据权利要求1所述的具有水吸附循环稳定性的锆基MOFs的制备方法，其特征在于，所述溶剂热的反应温度为100 ℃~130 ℃，反应时间为24 h~120 h。

4.根据权利要求2所述的具有水吸附循环稳定性的锆基MOFs的制备方法，其特征在于，在一锅法中，采用的溶剂为N,N-二乙基甲酰胺和乙酸的混合液；在两步法中，原料组分的溶剂为N,N-二乙基甲酰胺和乙酸的混合液，辅助配体组分的溶剂为N,N-二乙基甲酰胺。

5.根据权利要求4所述的具有水吸附循环稳定性的锆基MOFs的制备方法，其特征在于，所述N,N-二乙基甲酰胺和乙酸按照体积比为1：（2~4）组成混合液。

6.根据权利要求1所述的具有水吸附循环稳定性的锆基MOFs的制备方法，其特征在于，溶剂热反应结束后，进行离心处理，取沉淀物； 对所述沉淀物进行洗涤处理、干燥处理后，得到锆基MOFs。

7.根据权利要求6所述的具有水吸附循环稳定性的锆基 MOFs的制备方法，其特征在于，所述洗涤处理为分别采用N,N-二甲基甲酰胺和丙酮进行洗涤。

8.根据权利要求6所述的具有水吸附循环稳定性的锆基MOFs的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为80 ℃~150 ℃，干燥处理的时间为12 h~24 h。

9.权利要求1-8任一项所述制备方法制备的具有水吸附循环稳定性的锆基MOF_S的应用，所述应用为将所述锆基MOF_S应用于水吸附。