[发明专利]一种基于金属有机框架材料的催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种基于金属有机框架材料的新型催化剂及其制备方法和应用，属于功能纳米材料制备技术领域。以Ti₃AlC₂为原料，采用酸性溶液腐蚀球磨过筛后的Ti₃AlC₂，将Al原子层除去，生成二维材料Ti₃C₂纳米片，再以Ti₃C₂纳米片、四水合醋酸钴和1,4‑对苯二甲酸为前驱体，通过原位生长法，四水合醋酸钴和1,4‑对苯二甲酸在Ti₃C₂表面生成一种金属有机框架配合物(MOF)—对苯二甲酸钴配合物CoBDC，两者复合即得到产物碳化钛‑对苯二甲酸钴配合物的复合物Ti₃C₂‑CoBDC，该方法在制备上操作简便安全，生产周期短，生产成本低，产率高且基本无副产物，有利于实现扩大化生产，具有很好的应用前景。

主权项

1.一种基于金属有机框架材料的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)运用球磨的方法，将Ti3AlC2在乙醇中进行球磨，真空干燥后过筛，得到尺寸较小的Ti3AlC2粉末；(2)采用水热法，加入辅助材料和酸性溶液，利用酸性溶液腐蚀处理过的Ti3AlC2粉末，刻蚀掉Ti3AlC2结构中的Al原子层，辅助材料进一步扩大层与层之间的距离，得到手风琴状的Ti3C2，将得到的产物洗三遍；所述辅助材料为1,4‑对苯二甲酸，1,4‑萘二甲酸，1,3,5‑均苯三甲酸中的一种；(3)将步骤(2)得到的Ti3C2溶液进行超声，即得到超薄的二维Ti3C2纳米片；(4)将步骤(3)所得超声后的Ti3C2纳米片与四水合醋酸钴溶解在体积比为1:2的N,N‑二甲基甲酰胺和乙腈中，作为反应的上层，体积比为1:1的N,N‑二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶液作为中层，将1,4‑对苯二甲酸溶于体积比为2:1的N,N‑二甲基甲酰胺和乙腈中作为下层，分别按照下中上层将三种溶液缓慢加入同一个试管中，静置一天，得到碳化钛和对苯二甲酸钴配合物的复合物Ti3C2‑CoBDC，再将产物离心洗涤，真空干燥；(5)将步骤(4)干燥后的产物进行研磨并高温退火，自然降温，所述产物的退火温度为250‑450℃。