一种用于高效二氧化碳/氮气选择性分离吸附的金属有机框架材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于高效CO₂/N₂选择分离吸附的金属有机框架材料及其制备方法。其制备方法是先采用交叉耦合反应得到有机配体，其次采用溶剂热方法得到均相晶体材料，然后采用沸点较低的无水丙酮进行多次溶剂交换，最后在较高真空状态下去除材料孔洞内的溶剂分子从而得到活化后的晶体材料。该材料首次实现了N₂的零吸附，具有极高的CO₂/N₂选择性分离吸附性能，且具有较低的等温吸附焓，重复使用成本低，此外，本发明的材料具有优异的化学稳定性与热稳定性，极大地满足实际应用领域对CO₂/N₂选择分离吸附材料的多方面要求，在CO₂/N₂选择分离吸附领域以及缓解温室效应方面具有极大的应用前景。

主权项

一种用于高效CO₂/N₂选择分离吸附的金属有机框架材料的制备方法，包括如下步骤：(1)采用交叉耦合反应，将3，5‑二溴苯胺、丙烯酸乙酯、无水碳酸钾、四丁基溴化铵溶解在DMF中，以醋酸钯为催化剂，130℃搅拌条件下反应1～2天，经萃取、干燥、提纯、水解反应后，得到有机配体5‑氨基‑1，3‑苯二丙烯酸；(2)采用溶剂热法，将有机配体5‑氨基‑1，3‑苯二丙烯酸与Zn(NO₃)₂·6H₂O溶解于DMF、去离子水与乙腈的混合溶液中，在80℃条件下反应1天，得到均相晶体材料；(3)采用溶剂交换法将上述步骤得到的均相晶体材料在无水丙酮中交换多次，每次相隔至少半小时，以去除材料孔洞内的溶剂分子，然后依次置于298K下2天、323K下12小时、373K下6小时，均保持5μmHg的真空状态，得到用于高效CO₂/N₂选择分离吸附的金属有机框架材料。