一种抗水型MOFs材料的研制制造技术

本发明专利技术公开一种抗水型MOFs材料的研制，包括如下步骤：步骤一，按照质量份数，将有机配体、金属源、有机溶剂加入反应容器中，100

【技术实现步骤摘要】
一种抗水型MOFs材料的研制
[0001]

[0002]本专利技术涉及MOFS材料
，具体涉及一种抗水型MOFs材料的研制。

技术介绍

[0003]随着社会的进步，汽车的使用越来越普遍，导致燃油的消耗量逐年增加，然而，燃油中存在的硫化物在燃油的使用过程中会导致一系列问题：(1)燃油中的硫化物随着燃油的燃烧，随汽车尾气排放到大气中，造成雾霾和酸雨等环境污染，腐蚀建筑物，使水质变差，影响动植物生长；(2)导致汽车尾气处理系统的催化剂失活，进一步导致汽车尾气污染大气；(3)对人民群众的生命健康造成威胁。因此，燃料油中硫含量的标准要求越来越高。
[0004]燃油中主要有机物成分是烷烃、烯烃和芳香化合物等和含硫化合物，其中硫化物是需要脱除的，此外，还有部分水分子。燃油中的硫化物主要有两种，其中硫醇、硫醚、二硫化物等化学性质较活泼，能够直接与金属元素发生反应，较容易脱除，利用传统的工艺可以实现；另一类化合物主要有噻吩及其衍生物，其化学性质稳定，脱除难度较大，利用传统的工艺较难实现。FCC汽油中，噻吩类硫化物含量最高，占总的硫含量的60%，其次是硫醚，占所有含硫化合物的25%左右，硫醇和二氧化硫的含量最低，两者之和仅占总硫含量的15%。因此，去除燃油中的噻吩类硫化物的脱除成为脱硫技术的关键问题。
[0005]MOFs材料是一种新型的多孔材料，其具有较大的比表面积和孔隙率，且孔径大小易于调控，骨架上的金属离子能和与硫化物产生有π
‑
络合作用，非常适合用作吸附脱硫。然而，MOFs材料也会吸附水分子，燃油中有部分水分子，容易吸附到MOFs材料的微孔中，导致吸附饱和，降低MOFs对噻吩硫化物的吸附效率，因此，如何抑制MOFs对水分子的吸附，从而提高其选择性吸附噻吩硫化物，最终提高吸附效率，成为一个关键的问题。
[0006]CN201410727238.4公开了一种用于车用柴油深度脱除二苯并噻吩类硫化物的MOFs的方法，属于化工领域中新型多孔吸附材料的应用。其步骤为：将有机配体和金属盐溶于去离子水中，加入溶剂，将制得的反应液涂于金属板上，使金属板涂层厚0.1~2mm后置于吸附柱中，在30
‑
220℃下反应8~24h后，从底端通入柴油，利用金属吸附柱中合成的改性双金属有机骨架，对硫化物进行吸附脱除。(本专利技术具有较大的吸附容量和优异的选择性，可以在常温常压下进行反应，降低了能耗，提高了吸附剂的脱硫效率。
[0007]CN201110133814.9公开了一种多孔晶态材料及其制备方法、用途，涉及一类功能化多孔材料的制备
本专利技术利用有机
‑
无机杂化的材料的可预测和疏孔表面工程可控以及内部功能化的特点，获得一种用金属铜
‑
唑功能化的多孔材料，此材料可用于燃油的二次深度脱硫，是一种新型高效的燃油脱硫剂。材料具有较宽的适用范围，在常温常压下该材料对燃油中的噻吩类硫吸附极强，可以实现燃油中脱硫含量降至10ppm以下，同时具有较高的选择性和专一性，可用于燃油的二次深度脱硫，其特点是高效率，高选择性，吸附条件温和，后处理步骤少而简单。富集后的含硫有机物可以用甲醇或乙醇置换回收，且材料可
以反复再生使用。
[0008]CN201710150807.7公开了一种梯级孔MOFs及其制备方法与作为超深度脱硫剂的应用，所述方法包括在溶剂中加入金属源、配体和去质子化试剂，搅拌配制得到反应溶液；将反应溶液转移至超临界CO2反应釜中，向反应釜中通入CO2，使反应釜内的压力升高，将超临界CO2反应釜升至反应温度，晶化；晶化结束后，取出反应溶液，分离产物，干燥后得到梯级孔MOFs。本专利技术制备的梯级孔MOFs具有高外比表面积和丰富的介孔结构，解决了大分子硫化物的扩散问题；还具有更多的高分散不饱和金属位，解决了常规脱硫剂不能满足超深度脱硫要求的问题。
[0009]现有专利均未涉及到MOFs材料会对水产生吸附的问题，因此，通过对传统MOFs材料进一步改性，改善其疏水性能，使得到的MOFs材料抑制对水分的吸收，可以进一步提高对噻吩硫的吸附效率和吸附容量，具有重要的意义。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种抗水型MOFs材料的研制，本专利技术得到的MOFs材料具有更好的疏水效果、对噻吩硫化物具有更好的吸附选择性、比表面积更大、吸附效能更强、再生效果更好。
[0011]一种抗水型MOFs材料的研制，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，按照质量份数，将3.40
‑
7.94份的有机配体、8.10
‑
8.90份的金属源、4.70
‑
6.80份的有机溶剂加入反应容器中，100
‑
200r/min搅拌3
‑
6h，然后升温至100
‑
120
o
C，反应36
‑
48h，反应结束后，降温至常温，然后减压抽滤，用无水乙醇洗涤5
‑
8次，然后再130
‑
160
o
C下真空干燥2
‑
4h，得到晶体粉末；步骤二，按照质量份数，将8.11
‑
8.79份的晶体粉末和6
‑
36份的镍基有机前驱体放开放置于同一个管式炉中，密闭，通入氮气，排除内部的空气，然后升温至200
‑
250
o
C，保温0.5
‑
12h，然后自然冷却至室温，得到一种具有疏水屏蔽效应的抗水型MOFs材料。
[0012]步骤一所述的有机配体为金属酞箐 .有机配体为金属酞箐铜、金属酞箐镍、金属酞箐钴、金属酞箐铁中一种或几种的组合物。
[0013]步骤一所述的金属源为硝酸铜、硝酸银、硝酸锌、硝酸镍中一种或几种的组合物。
[0014]步骤一所述的有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中一种或几种的组合物。
[0015]步骤二所述的镍基有机前驱体的制备方法为:按重量份，在密闭高压反应釜中加入30
‑
50份四甲基四乙烯基环四硅氧烷，2
‑
5份丙烯酸镍，1.7
‑
4.5份油烯基硫醇（CAS：31494
‑
22
‑
1），升温搅拌至80
‑
90℃，加入1.2
‑
2.4份的过氧化苯甲酰，反应0.5
‑
2h，得到镍基有机前驱体。
[0016]所述的抗水型MOFs材料制备过程中部分反应机理示意如下：
所述镍基有机前驱体的部分反应机理示意如下：所述镍基有机前驱体的部分反应机理示意如下：与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、通过在MOFs材料表面负载一层镍基有机前驱体裂解物，四甲基四乙烯基环四硅氧烷，丙烯酸镍，油烯基硫醇聚合在一起生成较高碳链的环硅化合物，大大提高MOFs材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗水型MOFs材料的研制，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，按照质量份数，将3.40
‑
7.94份的有机配体、8.10
‑
8.90份的金属源、4.70
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6.80份的有机溶剂加入反应容器中，100
‑
200r/min搅拌3
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6h，然后升温至100
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120
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C，反应36
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48h，反应结束后，降温至常温，然后减压抽滤，用无水乙醇洗涤5
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8次，然后再130
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160
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C下真空干燥2
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4h，得到晶体粉末；步骤二，按照质量份数，将8.11
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8.79份的晶体粉末和6
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36份的镍基有机前驱体放开放置于同一个管式炉中，密闭，通入氮气，排除内部的空气，然后升温至200
‑
250
o
C，保温0.5
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12h，然后自然冷却至...

【专利技术属性】
技术研发人员：代伟，董昊天，方秀玄，马娜，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：