[发明专利]一种负载型双金属有机骨架材料MIL-100(Fe-Cu)的制备方法和脱硝应用

摘要

本发明提供了一种负载型双金属有机骨架材料MIL‑100(Fe‑Cu)的制备方法和脱硝应用，属于新型材料设计与制备领域。利用后合成修饰法，将Cu元素成功引入至原有MOFs的框架当中，构建具有双金属活性位点的新型MOFs材料。其特征是利用水热工艺，通过利用稳定剂制备金属前驱体溶液与Fe‑MOFs进行有效的结合，制备出MIL‑100(Fe‑Cu)材料并用于脱硝反应。本发明所制备的催化剂预与原有单金属催化剂相比，同时具有Fe³⁺和Cu⁺不饱和活性位，脱硝活性有着15％左右的提高，并且材料分散性良好，产率较高，表现出优良的催化活性。

主权项

1.一种负载型双金属有机骨架材料MIL‑100(Fe‑Cu)的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)制备金属前驱体CuSO4溶液向CuSO4溶液中加入结构导向剂，并逐滴加入过量还原剂，还原剂与CuSO4溶液的体积比为1:1，滴定过程中进行超声和磁力搅拌；再滴加1.5M葡萄糖溶液，葡萄糖溶液滴加量与CuSO4溶液的体积比为1:1，经过充分反应得到稳定的金属前驱体CuSO4溶液；所述的结构导向剂包括CTAB、PVP及柠檬酸，三者的摩尔比为1:1:1‑4；所述的CuSO4与结构导向剂的摩尔比为14:1；(2)制备有机骨架材料MIL‑100(Fe)：将九水合硝酸铁、均苯三甲酸与水按摩尔比1:1:8混合，得到混合溶液；混合溶液在160℃温度条件下反应10‑20min，得到分散均匀的橙色固体；将橙色固体分别用60‑80℃的高纯水和无水乙醇处理，去除杂质，干燥；真空条件下，100‑150℃活化10‑12h，即得有机骨架材料MIL‑100(Fe)；(3)合成负载型双金属有机骨架材料MIL‑100(Fe‑Cu)：在步骤(1)得到的金属前驱体CuSO4溶液中加入步骤(2)得到的有机骨架材料MIL‑100(Fe)，控制有机骨架材料MIL‑100(Fe)与金属前驱体CuSO4溶液的质量比为1:15‑65，磁力搅拌2‑4h；在100℃温度条件下加热6‑12h，真空抽滤，并用无水乙醇对其处理；干燥即得棕黄色粉末，即负载型双金属有机骨架材料MIL‑100(Fe‑Cu)；所述的CuSO4溶液的浓度为0.5‑1M；所述的还原剂为1‑1.5M硼氢化钠溶液。