本发明专利技术公开了一种对CO具有高吸附容量的MIL-100(Fe)晶体的低毒制备方法。将还原铁粉、均苯三酸，去离子水、氟化钠和硝酸按1:0.67:278:2:2.0~3.5的摩尔比置于玻璃容器中，在50℃的条件下搅拌20min，使混合物充分溶解，将混合溶液转移至MARS5微波发生器的反应釜中，密闭反应釜并将其放入微波发生器中进行微波强化反应，得到的产物分别用无水乙醇、氟化铵水溶液洗涤，离心分离后得到固体晶体材料，将其在150℃的真空条件下干燥24h后升温保持3~15h即得。本发明专利技术得到的MIL-100(Fe)晶体材料对CO具有较高的工作吸附容量；采用氟化钠替代毒性物质氢氟酸作为反应助剂，降低了制备得到的MIL-100(Fe)晶体材料的毒性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。将还原铁粉、均苯三酸，去离子水、氟化钠和硝酸按1:0.67:278:2:2.0~3.5的摩尔比置于玻璃容器中，在50℃的条件下搅拌20min，使混合物充分溶解，将混合溶液转移至MARS5微波发生器的反应釜中，密闭反应釜并将其放入微波发生器中进行微波强化反应，得到的产物分别用无水乙醇、氟化铵水溶液洗涤，离心分离后得到固体晶体材料，将其在150℃的真空条件下干燥24h后升温保持3~15h即得。本专利技术得到的MIL-100(Fe)晶体材料对CO具有较高的工作吸附容量；采用氟化钠替代毒性物质氢氟酸作为反应助剂，降低了制备得到的MIL-100(Fe)晶体材料的毒性。【专利说明】—种对CO具有高吸附容量的MIL-10O (Fe)晶体的低毒制备方法
本专利技术属于材料化学
，具体地讲，本专利技术涉及一种对CO具有高吸附容量的金属有机骨架材料MIL-100 (Fe)晶体的低毒制备方法。
技术介绍
MIL-100 (Fe)晶体是一种其晶粒呈八面体结构的固体多孔材料，其BET比表面积为1894m2/g,均孔径约为0.66nm,孔容约为0.86cm3/g,具有发达的孔隙结构、较大的比表面积以及良好的水热稳定性，同时，由于MIL-100 (Fe)是一种铁基的金属有机骨架材料，比其它Cu基、Cr基的金属有机骨架材料具有更高的安全性，因此MIL-100 (Fe)晶体在气体的吸附和净化领域(例如挥发性有机污染物的吸附，CO吸附)具有很好的应用前景。 目前通常采用溶剂热和微波强化溶剂热法合成MIL-100(Fe)晶体，除了母液中的铁源(过渡金属离子)和均苯三酸(有机配体)之外，还需要添加少量的氢氟酸作为助剂才能制备出结晶度高的MIL-100 (Fe)晶体。将制备所得的MIL-100 (Fe)晶体置于80°C?150°C的温度下活化数小时，以便去除吸附孔道内的水和杂质气体，从而获得较高的比表面积和孔容。 然而现有的制备方法存在两个问题:(I)合成过程中涉及使用的助剂氢氟酸是一种腐蚀性极强的剧毒化合物，可对人体造成致命伤害。因此，对于氢氟酸的使用需要经过特殊的培训和严格的监控，这导致了 MIL-100 (Fe)晶体材料制备方法的不环保；(2)常规的热活化仅能去除吸附MIL-100 (Fe)孔道内的水分子和杂质气体及灰分，对材料吸附性能提升不大。为此亟需一种对低毒制备方法制备MIL-100 (Fe)晶体，且其对CO具有高吸附容量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种以氟化钠作为反应助剂，制备金属有机骨架材料MIL-100 (Fe)晶体的低毒制备方法，制备得到的MIL-100 (Fe)晶体对CO具有高吸附容量。 *除非另有说明，本专利技术中所述的百分比为质量百分数。 本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现。 一种对CO具有高吸附容量的MIL-100 (Fe)晶体的低毒制备方法，包括以下步骤: (I)前驱母液制备:将还原铁粉、均苯三酸，去离子水、氟化钠和硝酸按摩尔比为1:0.67:278:2:2.0?3.5的比例置于玻璃容器中，在温度为50°C的条件下搅拌20min，使混合物充分溶解，备用； (2)微波强化反应:将步骤(I)所得到的混合溶液转移至MARS5微波发生器的反应釜中，密闭反应釜并将其放入微波发生器中进行微波强化反应。 其中，步骤(2)中所述的微波发生器的升温速率设置为10°C /min，将反应釜中的温度升温至150°C后，在150°C条件下保持反应1-3小时；然后以1°C /min的降温速率，将反应釜中的温度由150°C降至室温； (3)材料纯化:将步骤⑵中经微波强化反应合成得到的产物用无水乙醇在温度为60°C的条件下浸溃24h后，用离心机进行离心分离；用氟化铵水溶液将离心后所得的固体在温度为60°C的条件下浸溃10h，用离心机进行离心分离得到固体晶体材料，备用； (4)高温处理:将步骤(3)所得晶体在温度为150°C的真空条件下干燥24h，然后以2?10°C /min的升温速率将温度升高至200?270°C，并在200?270°C的温度条件下保持3?15h，即得MIL-100 (Fe)晶体。 与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果: 1、本专利技术制备方法得到的MIL-100 (Fe)晶体材料，经过热处理后骨架中的Fe元素活性增强，获得的MIL-100 (Fe)晶体材料对CO具有较高的工作吸附容量。 2、本专利技术采用氟化钠替代毒性物质氢氟酸作为反应助剂，降低了制备得到的MIL-1OO(Fe)晶体材料的毒性，提高了使用的安全性和环保性。 【专利附图】【附图说明】 图1 (a)为普通的MIL-100 (Fe)材料的XRD谱图； 图1 (b)为实施例1?3制备得到的MIL-100 (Fe)晶体材料的XRD谱图； 图2为实施例1?3制备得到的MIL-100 (Fe)晶体材料吸附低浓度CO的透过曲线。 【具体实施方式】 下面结合附图及具体实施例对本专利技术加以说明，应当注意，具体实施例不以任何方式对本专利技术加以限制，依据本专利技术的教导所作的任何变更或替换，均属于本专利技术的保护范围。 实施例1 分别称取还原铁粉0.336g、均苯三酸0.84g、量取去离子水30mL、置于50mL的烧杯内，将烧杯置于50°C水浴中搅拌20min ;称取氟化钠0.672g，硝酸0.874g(0.62mL)，逐滴加入烧杯中，再在50°C水浴中搅拌1min使原料充分溶解，即所用原料还原铁粉、均苯三酸、去离子水、氟化钠、硝酸的摩尔比为Fe =H3BTC =H2O:NaF =HNO3 = 1:0.67:278:2:2.6。 将混合溶液转移至MARS5微波发生器的反应釜中，密闭反应釜并将其放入微波发生器中进行微波强化反应。所采用的反应程序为:600W 100%功率进行升温，升温速率10.0°C /min,由室温升温至150°C;在150°C条件下保持反应反应180min，然后进行降温，降温速率1°C /min,由150°C降至室温。 将经微波强化反应合成得到的产物用无水乙醇在温度为60°C的条件下浸溃24h后，用离心机进行离心分离；用氟化铵水溶液将离心后所得的固体在温度为60°C的条件下浸溃10h，用离心机进行离心分离得到固体晶体材料。 所得晶体在温度为150°C的真空条件下干燥24h，然后以2°C /min的升温速率将温度升高至200°C，并在200°C的温度条件下保持15h，即得MIL-100 (Fe)晶体。标记为MIL-100(Fe)-1#。 实施例2 分别称取还原铁粉0.336g、均苯三酸0.84g、量取去离子水30mL、置于50mL的烧杯内，将烧杯置于50°C水浴中搅拌20min ;称取氟化钠0.672g，硝酸1.075g (0.762mL)，逐滴加入烧杯中，再在50°C水浴中搅拌1min使原料充分溶解，即所用原料还原铁粉、均苯三酸、去离子水、氟化钠、硝酸的摩尔比为Fe =H3BTC =H2O:NaF =HNO3 = 1:0.67:278:2:3.2。 将混合溶液转移至MARS5微波发生器的反应釜中，密闭反应釜并将其放入微波发生器中进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对CO具有高吸附容量的MIL‑100(Fe)晶体的低毒制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)前驱母液制备：将还原铁粉、均苯三酸，去离子水、氟化钠和硝酸按摩尔比为1：0.67：278：2：2.0～3.5的比例置于玻璃容器中，在温度为50℃的条件下搅拌20min，使混合物充分溶解，备用；(2)微波强化反应：将步骤(1)所得到的混合溶液转移至MARS5微波发生器的反应釜中，密闭反应釜并将其放入微波发生器中进行微波强化反应。(3)材料纯化：将步骤(2)中经微波强化反应合成得到的产物用无水乙醇在温度为60℃的条件下浸渍24h后，用离心机进行离心分离；用氟化铵水溶液将离心后所得的固体在温度为60℃的条件下浸渍10h，用离心机进行离心分离得到固体晶体材料，备用；(4)高温处理：将步骤(3)所得晶体在温度为150℃的真空条件下干燥24h，然后以2～10℃/min的升温速率将温度升高至200～270℃，并在200～270℃的温度条件下保持3～15h，即得MIL‑100(Fe)晶体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何靓，张伟，刘亚，马宸，李雪梅，肖静，
申请(专利权)人：云南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南;53
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