[发明专利]一种金属阳离子螯合型IL@MOF材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种金属阳离子螯合型IL@MOF材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将咪唑加热熔化，加入金属阳离子供体，剧烈搅拌后在100～120℃下反应3～5h，反应结束后冷却至室温，得到的固体产物依次使用去离子水、四氢呋喃和戊烷进行洗涤，然后真空干燥得到粉末产物MIm；

S2、将S1产物MIm和2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇混合，在55～65℃的油浴中剧烈搅拌12～14h至反应完全，得到的离子液体[M(HDA)₂][Im]在55～65℃下进行真空干燥；

S3、将1,4-对苯二甲酸加入到氢氟酸溶液和去离子水的混合溶液中，剧烈搅拌后加入九水合硝酸铬，剧烈搅拌后转移到特氟龙内衬中，在480～500K下反应12～14h，反应结束后冷却至室温，离心后依次使用N,N-二甲基甲酰胺、蒸馏水乙醇和丙酮进行洗涤、420～430K下真空干燥，得到MOF载体MIL-101(Cr)；

S4、将S2产物[M(HDA)₂][Im]和S3产物MIL-101(Cr)在350～360K下真空干燥活化2～3h，将活化后的[M(HDA)₂][Im]溶于甲醇中，加入活化后的MIL-101(Cr)，在室温和开放气氛下搅拌，甲醇挥发完全后在350～360K下进行真空干燥，即得所述金属阳离子螯合型IL@MOF材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述金属阳离子供体包括氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾；所述咪唑和金属阳离子供体的摩尔比为1:(1～1.2)；

优选的，步骤S1中所述咪唑和金属阳离子供体的摩尔比为1:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述MIm包括咪唑锂、咪唑钠或咪唑钾。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述MIm和2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇的摩尔比为1:(1.8～2.2)；

优选的，步骤S2中所述MIm和2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇的摩尔比为1:2。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述氢氟酸溶液和去离子水的体积比为1:(110～130)；所述1,4-对苯二甲酸和去离子水的用量比

1mmol:(4.6～5)mL；所述1,4-对苯二甲酸和九水合硝酸铬的摩尔比为1:(0.9～1.1)，优选的，步骤S3中所述1,4-对苯二甲酸和九水合硝酸铬的摩尔比为1:1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述[M(HDA)₂][Im]和MIL-101(Cr)的质量比为1:(0.9～1.1)；

优选的，步骤S4中所述[M(HDA)₂][Im]和MIL-101(Cr)的质量比为1:1。

7.由权利要求1-6任一项所述制备方法制备的一种金属阳离子螯合型IL@MOF材料，其特征在于，所述金属阳离子螯合型IL@MOF材料的比表面积为380～500m²/g，平均孔径为2～2.1nm，孔体积为0.2～0.28mL。

8.根据权利要求7所述的金属阳离子螯合型IL@MOF材料，其特征在于，所述金属阳离子螯合型IL@MOF材料中的离子液体分散在MOF载体MIL-101(Cr)上，金属阳离子与HDA中的O和N原子螯合，离子液体中的N原子是与CO₂作用的主要位点。

9.由权利要求1-6任一项所述制备方法制备的一种金属阳离子螯合型IL@MOF材料在吸附CO₂方面的应用。

10.由权利要求1-6任一项所述制备方法制备的一种金属阳离子螯合型IL@MOF材料在CO₂/N₂混合气体中选择性吸附CO₂方面的应用。