一种MOF基多孔液体及其制备方法技术

一种MOF基多孔液体及其制备方法，MOF基多孔液体主要由按质量百分比计，50％

【技术实现步骤摘要】
一种MOF基多孔液体及其制备方法


[0001]本专利技术属于多孔材料
，具体涉及一种MOF基多孔液体及其制备方法。

技术介绍

[0002]多孔液体是指一类具有永久孔隙度的液体，其结合了多孔固体材料的多孔性和液体的流动性。此类多孔液体本身在常温下是流动态，内部的单元分子具有稳定的、永久的、形状固定的空腔结构。目前多孔液体的种类主要分为三种，其中I型多孔液体是由具有单一的孔腔分子组成的具有流动性的液体，II型多孔液体是由溶解在空间位阻溶剂中的分子尺度的有机孔腔组成，III型多孔液体为分散在空间位阻溶剂中的微孔材料构成，例如MOF、COF等。
[0003]多孔液体的研究目前处于起步阶段，其制备与应用目前都处于前期探索时期。然而，现有的丰富的多孔材料，包括共价有机骨架(COFs)、沸石、金属有机骨架(MOFs)、金属有机多面体(MOP)等，加上多种空间位阻溶剂(如各种类型的离子液体)，为设计新型多孔液体提供了更多的可能性。
[0004]目前多孔液体的制备工艺主要集中在通过在多孔固体材料表面接枝有机分子链来实现流动性，例如先在UIO
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OH表面接枝中间层硅烷偶联剂KH560，后通过环氧开环连接低聚物M2070得到的UIO
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liquid
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M2070多孔液体，亦或通过一定方法赋予MOF特殊官能团，来为聚合物链提供结合位点来实现流动性，例如通过物理搅拌的方法让ZIF
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8拥有氨基配体，然后与环氧基封端PDMS的开环反应将其接枝在ZIF
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8的表面，此类制备方法过程存在操作流程复杂、多孔比例低、不适合大批量合成生产等问题。
[0005]名称为“一种超支化聚乙烯基多孔液体及其制备方法”，公开号为
[0006]「CN113462051A」的专利技术专利申请，公开了一种超支化聚乙烯基多孔液体及其制备方法，超支化聚乙烯基多孔液体由超支化聚乙烯和金属有机骨架材料制备得到，具体以乙烯为聚合单体，用α
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二亚胺镍催化剂和四(3,5
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二(三氟甲基)苯基)硼酸钠NaBArF助催化剂并以配位聚合的方法制备得到低分子量，高支化度且具有良好流动性的超支化聚乙烯作为位阻溶剂，以由四氯化锆、二茂铁二甲酸与有机酸混合制备得到二维片层金属有机框架材料作为空腔载体，通过四氢呋喃溶剂充分混合制备得到多孔液体材料。
[0007]由于该专利技术通过不同链长烷基酸(乙酸、己酸、癸酸)调控而制备的呈二维纳米片层结构的Zr
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Fc MOF
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2/6/10金属有机骨架材料分散于低分子量的超支化聚乙烯中以制备出一种新型的第三类多孔液体材料，通过氮气，甲烷和二氧化碳等气体的吸脱附过程验证其作为多孔液体的气体吸脱附或存储性能，并利用其制备混合基质膜以探究其在气体分离领域的潜在应用,因此具有稳定性较差、分散性差、适应范围小、操作复杂的缺点。

技术实现思路

[0008]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种MOF基多孔液体及其制备方法，将UIO
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NH2纳米颗粒作为固体相、离子液体[HEMIM][DCA]作为位阻溶剂的流
动相，通过保持流动相与固体相相似的亲水性，保持流动相与固体相不同的表面电荷，可实现良好的界面相容性并构建稳定的核壳结构，具有稳定性高、分散性好、普适性强、操作简单方便的特点。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0010]一种MOF基多孔液体，按质量百分比计，其原料包括50％
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90％的作为流动相的离子液体和50％
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10％的作为固定相的UIO
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NH2纳米颗粒。
[0011]所述的UIO
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NH2纳米颗粒表面所带电荷为负，离子液体表面所带电荷为正，所选用离子液体的分子为有机离子。
[0012]所述的UIO
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NH2纳米颗粒，按质量百分比计，其原料包括0.8％
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1.2％的四氯化锆、0.7％
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0.9％的2
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氨基对苯二甲酸、27.8％
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30.9％的乙酸、62.4％
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66.6％的N,N
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二甲基甲酰胺和4.7％
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5.2％的水。
[0013]所述的流动相的离子液体的阳离子为侧链基团上含有可提高与水分子形成氢键的含氧基团，阴离子为亲水离子液体中的一种。
[0014]所述的流动相的离子液体为超亲水性的[HEMIM][DCA]，所述的固定相为亲水的UIO
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NH2纳米颗粒。
[0015]一种MOF基多孔液体的制备方法，包括以下步骤：
[0016]步骤一：按质量百分比计，将0.8％
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1.2的四氯化锆、0.7％
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0.9％的2
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氨基对苯二甲酸和27.8％
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30.9％的乙酸，溶解于62.4％
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66.6％的N,N
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二甲基甲酰胺中，然后加入4.7％
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5.2％的水，油浴120℃
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150℃搅拌反应15
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30min，冷却至室温得到UIO
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NH2的前驱体淡黄色溶液，分别用乙醇、丙酮在转速为8000
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12000rpm的情况下离心5
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15min，反复离心洗涤后，取下层沉淀物，将其在40℃
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60℃真空干燥12
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48h，从而得到活化的淡黄色UIO
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NH2纳米颗粒；
[0017]步骤二：将由步骤一得到的淡黄色UIO
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NH2纳米颗粒分散于丙酮溶液中，UIO
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NH2纳米颗粒与丙酮的质量比为1:20
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40，超声5
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30min，至容器底部没有颗粒聚集，得到分散均匀的UIO
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NH2纳米颗粒的丙酮溶液；
[0018]步骤三：将离子液体[HEMIM][DCA]逐滴加入步骤二得到的UIO
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NH2纳米颗粒的丙酮溶液中，UIO
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NH2纳米颗粒与离子液体[HEMIM][DCA]的质量比为1:1
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10，在20℃
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35℃下磁力混合搅拌5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOF基多孔液体，其特征在于，按质量百分比计，其原料包括50％
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90％的作为流动相的离子液体和50％
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10％的作为固定相的UIO
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NH2纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的一种MOF基多孔液体，其特征在于，所述的UIO
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NH2纳米颗粒表面所带电荷为负，离子液体表面所带电荷为正，所选用离子液体的分子为有机离子。3.根据权利要求1或2所述的一种MOF基多孔液体，其特征在于，所述的UIO
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NH2纳米颗粒，按质量百分比计，其原料包括0.8％
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1.2％的四氯化锆、0.7％
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0.9％的2
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氨基对苯二甲酸、27.8％
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30.9％的乙酸、62.4％
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66.6％的N,N
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二甲基甲酰胺和4.7％
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5.2％的水。4.根据权利要求1所述的一种MOF基多孔液体，其特征在于，所述的流动相的离子液体的阳离子为侧链基团上含有可提高与水分子形成氢键的含氧基团，阴离子为亲水离子液体中的一种。5.根据权利要求1或4所述的一种MOF基多孔液体，其特征在于，所述的流动相的离子液体为超亲水性的[HEMIM][DCA]，所述的固定相为亲水的UIO
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NH2纳米颗粒。6.一种MOF基多孔液体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按质量百分比计，将0.8％
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1.2％的四氯化锆、0.7％
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0.9％的2
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氨基对苯二甲酸和27.8％
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30.9％的乙酸，溶解于62.4％
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66.6％的N,N
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二甲基甲酰胺中，然后加入4.7％
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5.2％的水，油浴120℃
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150℃搅拌反应15
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30min，冷却至室温得到UIO
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【专利技术属性】
技术研发人员：李沛沛，马杰，何立波，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：