[发明专利]一种高稳定稀土有机框架材料的分步制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种高稳定稀土有机框架材料的分步制备方法。第一步是采用结构导向剂制备得到六核稀土氧簇的配合物；第二步是将已制得的六核稀土氧簇配合物与有机配体进行反应，得到高稳定稀土有机框架材料。采用的技术方案是：将稀土盐、结构导向剂溶解在二甲基甲酰胺和水的混合溶液中；超声均匀后转移到密封容器中，加热并保持一天；冷却后在室温保持两周得到六核稀土氧簇配合物；洗涤，过滤并干燥。将六核稀土氧簇配合物、有机配体分散在有机溶剂、水和硝酸的混合溶液中，超声均匀后转移到密封容器中，加热保持两天；自然冷却到室温，得到高稳定稀土有机框架材料。该材料可用于苛刻环境、强酸强碱环境中的气体吸附分离、探测传感和污染物移除等。

主权项

1.一种高稳定稀土有机框架材料的制备方法，其特征在于：所述的高稳定稀土有机框架材料为有序微孔的晶态材料，该材料中稀土离子形成分立的六核稀土氧簇，六核稀土氧簇与配体之间的连接方式为十二连接，该稀土有机框架材料的结构通式为[(CH₃)₂NH₂]₂[Ln₆(μ₃‑OH)₈(L)₆(H₂O)₆]·(G)_X，式中Ln为Eu³⁺、Tb³⁺、Er³⁺、Yb³⁺、Nd³⁺或Gd³⁺，所述的配体为直线型二甲酸有机桥联配体H₂L，G代表孔道内的溶剂；其制备方法为两步制备法，具体包括以下步骤：第一步：将稀土盐和结构导向剂邻氟苯甲酸按摩尔比为1:8一起溶于有机溶剂中，然后加入一定量的去离子水，其中有机溶剂与去离子水的体积比为4:1；超声均匀后转移到密封容器中，加热到110℃并保持一天；冷却后在室温保持两周，得到六核稀土氧簇配合物；洗涤，过滤并干燥；第二步：将第一步制备得到的六核稀土氧簇配合物和直线型二甲酸有机桥联配体分散在有机溶剂中，然后加入去离子水和硝酸，其中六核稀土氧簇配合物和直线型二甲酸有机桥联配体的摩尔比为1:6，有机溶剂、去离子水和硝酸的体积比为36.5:1:2；混合均匀后放入密闭容器中，在100℃～120℃反应1～3天，自然冷却到室温，离心分离，清洗，得到高稳定稀土有机框架材料；其中，所述的有机溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺中的任意一种或者两种按任意比的混合。