[发明专利]一种柔性金属有机框架材料的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种柔性金属有机框架材料的制备方法及应用；该金属有机框架材料的化学式为(Mesubgt;2/subgt;NHsubgt;2/subgt;)[Zn(DPNA)]，本发明还涉及该材料的制备方法，包括：步骤1，将六水合硝酸锌和2‑(5‑羧基‑3‑吡啶基)1,4‑苯二甲酸加入N,N‑二甲基甲酰胺和稀硝酸的混合溶液中，得混合溶液A；步骤2，将混合溶液A搅拌均匀，密闭在玻璃容器中，加热并保温，冷却到室温，得到产物B；步骤3，过滤产物B，得到无色条状晶体；步骤4，将无色条状晶体在丙酮中浸泡，定时交换丙酮，真空加热，即得到金属有机框架材料。本发明制备的金属有机框架材料可实现低压下优先选择吸附COsubgt;2/subgt;，最终实现对Csubgt;2/subgt;Hsubgt;2/subgt;气体的一步纯化，本方法操作简便、节能环保、安全可靠。

技术领域

本发明涉及无机化学和材料化学科学领域；尤其涉及一种柔性金属有机框架材料的制备方法及应用。

背景技术

乙炔(C₂H₂)是一种重要的燃料气体，也是工业中的化工原料。通过碳氢化合物的部分氧化或蒸汽裂解生产C₂H₂往往会产生副产物CO₂。CO₂具有与C₂H₂相似的平衡吸附参数、理化性质、分子大小和形状，因此很难通过分离获得高纯度C₂H₂。合成能有效分离C₂H₂中CO₂的材料是十分重要的。

大多数用于分离CO₂和C₂H₂混合物的金属有机框架材料展现出比CO₂更高的C₂H₂选择吸附性，这是由于其功能位点可以与相对酸性和可极化的C₂H₂产生氢键和π-络合作用。用这种C₂H₂吸附剂分离需要一个解吸过程才能得到纯C₂H₂产物，而选择性吸附CO₂的金属有机框架材料可直接生产纯C₂H₂而无需进一步处理，这意味着从含CO₂杂质的混合气中纯化C₂H₂能耗更低，操作更简单。然而，开发CO₂选择性吸附剂是非常具有挑战性的，迄今为止，只有少数金属有机框架用作CO₂/C₂H₂分离的CO₂选择性吸附。

发明内容

本发明的目的是提供了一种柔性金属有机框架材料的制备方法及应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种柔性金属有机框架材料，该材料的化学式为(Me₂NH₂)[Zn(DPNA)]，其中DPNA为2-(5-羧基-3-吡啶基)1,4-苯二甲酸的负三价阴离子配体，Me为甲基。

本发明还涉及前述的柔性金属有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将六水合硝酸锌和2-(5-羧基-3-吡啶基)1,4-苯二甲酸加入N,N-二甲基甲酰胺和稀硝酸的混合溶液中，得混合溶液A；

步骤2，将混合溶液A搅拌均匀，密闭在玻璃容器中，加热并保温，冷却到室温，得到产物B；

步骤3，过滤产物B，得到无色条状晶体；

步骤4，将无色条状晶体在丙酮中浸泡，定时交换丙酮，真空加热，即得到金属有机框架材料。

优选地，步骤1中，所述六水合硝酸锌和所述2-(5-羧基-3-吡啶基)1,4-苯二甲酸的质量比为2:1。