【技术实现步骤摘要】
本申请涉及环保，特别是涉及一种金属有机框架材料及其制备方法、应用。
技术介绍
1、随着工业的快速发展，煤炭、石油和天然气等化石燃料的消耗量不断增加，导致大气中的二氧化碳排放量也随之增加，二氧化碳的大量排放会导致严重的环境问题，如全球变暖、海洋酸化、极端天气和物种灭绝等等。因此，降低大气中的二氧化碳浓度是非常有必要的。
2、二氧化碳捕集与储存技术是解决大气中二氧化碳浓度持续升高的有效途径之一，寻求一种科学合理的技术来分离或捕获co2对改善大气环境具有重要意义，其中，研发新型高效低能耗的吸附剂则是有利于推动二氧化碳捕集与储存技术的大规模应用的关键手段。
3、常见的固体吸附剂例如沸石、活性炭、多孔有机聚合物、共价有机框架材料和金属有机框架材料等，由于具有较高的吸附容量且质地易于控制，均是二氧化碳吸附剂的良好候选材料。
4、其中，金属有机框架（mof）材料是一类新型的固体吸附剂，其结构为金属离子和有机化合物连接体组成的开放式框架结构。由于可以通过设计和功能化含金属的节点（次级构筑单元，sbu）、连接体和孔隙环境来微调其物理和化学特性，在二氧化碳的分离和富集技术中，mof材料具有重要的研究开发潜力。
5、例如，国内专利202310995779.4记载了一种基于电化学沉积制备cu-bi mof材料的方法，步骤包括：在室温下，将铜盐和铋盐加入到含有双氧水的n,n-二甲基甲酰胺溶液中混合均匀作为电解液；将铜基底材料作为工作电极，铂网作为对电极，选用非水参比电极，三电极与电化学工作站连接，在设定的电
6、例如，国内专利202311103815.8记载了一种电石渣基mof材料的制备方法，步骤包括：取电石渣与方酸混合，加入去离子水，在球磨机中球磨，用去离子水洗涤过滤，真空干燥得到固体粉末；将四亚乙基五胺加入到无水甲醇中搅拌混合，得到混合溶液；将得到的固体粉末加入到混合溶液中，搅拌，用无水甲醇洗涤过滤，真空干燥得到所述电石渣基mof材料，制备得到的电石渣基mof材料可应用于二氧化碳吸附。但是，上述制备方法引入了四亚乙基五胺这一有机胺类化合物，而有机胺类化合物是仅次于有机硫化物的恶臭污染物，会对环境造成严重污染，并且，上述方法只考虑了二氧化碳的吸附问题，并未考虑到如何对吸附的二氧化碳进行利用，资源利用率不高。
技术实现思路
1、基于此，本申请提供了一种能够提高对二氧化碳的吸附效率、吸附选择性以及资源利用率的金属有机框架材料及其制备方法、应用。
2、第一方面，本申请提供了一种金属有机框架材料，具有以下配位单元：
3、。
4、第二方面，本申请还提供了一种如上述第一方面所述的金属有机框架材料的制备方法，包括如下步骤：
5、将1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘与含金属阳离子的盐在第一溶剂中混合，加热进行第一反应，制备第一中间产物；
6、将2-氨基蒽醌、四氟硼酸和亚硝酸钠在第二溶剂中混合，在冷却浴条件下进行第二反应，制备第二中间产物；
7、将所述第一中间产物和所述第二中间产物在第三溶剂中混合，在冷却浴条件下进行第三反应，制备所述金属有机框架材料。
8、在其中一些实施例中，金属阳离子包括cu2+以及cr2+中的一种或两种。
9、在其中一些实施例中，所述1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘与所述含金属阳离子的盐的物质的量之比为1:(1.8~2.2)。
10、在其中一些实施例中，所述2-氨基蒽醌、所述四氟硼酸与所述亚硝酸钠的物质的量之比为1:(30~40):(1~2)。
11、在其中一些实施例中，所述第一中间产物和所述2-氨基蒽醌的质量之比为1:(0.8~1.2)。
12、在其中一些实施例中，所述第一溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二恶烷以及水中的一种或多种。
13、在其中一些实施例中，所述第一反应的反应温度为100℃~150℃，反应时间为65小时~80小时。
14、在其中一些实施例中，所述第二溶剂包括水。
15、在其中一些实施例中，所述第二反应的反应温度为0℃~5℃，反应时间为0.5小时~1.5小时。
16、在其中一些实施例中，所述第三溶剂包括水。
17、在其中一些实施例中，所述第三反应的反应温度为0℃~5℃，反应时间为0.5小时~1.5小时。
18、第三方面，本申请还提供上述第一方面所述的金属有机框架材料在制备固体吸附剂中的应用。
19、本申请提供的金属有机框架材料是一种嫁接了蒽醌的金属基mof材料，蒽醌结构中含有带负电的-o-基团，o-基团可以对二氧化碳进行富集和吸附，因此，金属有机框架材料可以通过化学吸附的方式吸附二氧化碳，相比于物理吸附具有更好的吸附效率，可以作为一种高效的固体吸附剂，减少环境中二氧化碳的含量，有利于环境保护。且上述金属有机框架材料仅对大气中的二氧化碳进行吸附，吸附选择性高，不会影响其他气体。此外，上述金属有机框架材料中的金属基在光照条件下会提供电子还原吸附的二氧化碳，使得二氧化碳转换为一氧化碳，一氧化碳可以作为工业原料用于工业生产，大大提高了二氧化碳的资源利用率。
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1.一种金属有机框架材料，其特征在于，具有以下配位单元：
2.一种如权利要求1所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，金属阳离子包括Cu2+以及Cr2+中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘与所述含金属阳离子的盐的物质的量之比为1:(1.8~2.2)。
5.根据权利要求2所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述2-氨基蒽醌、所述四氟硼酸与所述亚硝酸钠的物质的量之比为1:(30~40):(1~2)。
6.根据权利要求2所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述第一中间产物和所述2-氨基蒽醌的质量之比为1:(0.8~1.2)。
7.根据权利要求2~6任一项所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述第一反应的条件满足以下条件中的至少一个：
8.根据权利要求2~6任一项所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求2~6任一项所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述第三反应的条件满足以下条件中的至少一个：
10.权利要求1所述的金属有机框架材料在制备固体吸附剂中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种金属有机框架材料，其特征在于，具有以下配位单元：
2.一种如权利要求1所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，金属阳离子包括cu2+以及cr2+中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘与所述含金属阳离子的盐的物质的量之比为1:(1.8~2.2)。
5.根据权利要求2所述的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述2-氨基蒽醌、所述四氟硼酸与所述亚硝酸钠的物质的量之比为1:(30~40):(1~2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹志刚，李天浩，涂文广，李怀光，
申请(专利权)人：香港中文大学深圳，
类型：发明
国别省市：
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