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专利号: 2017112231265
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:该方法通过碱性N基与金属位点的配位调控碳化后MOFs中一价Cu的含量,具体是通过控制碱性氮源的碱度系数pKb,来实现对碳化后的MOF材料中金属Cu(I)含量的调控,最终得到以Cu/CuOx/C(x<1)组分为主的CN-MOF催化剂,该催化剂中一价铜含量可在0.1~11.26%之间调控。

2.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:包括如下步骤,(1)碱性N修饰的金属有机骨架材料的制备:首先将5~10wt.%碱性氮源加入到醋酸铜溶液中搅拌,随后在超声波下辐射反应0.5~1h,之后将均苯三酸溶液缓慢加入其中,持续搅拌1~3h,得到碱性氮修饰的金属有机骨架材料;随后将其浸泡在乙醇溶液中进行清洗与活化,过滤后进行真空干燥,所得到的材料称为前驱体材料,记为N-MOF。

(2)前驱体材料N-MOF的高温碳化:将充分干燥的N-MOF放置于管式炉中,在惰性气体的保护下,在高温600~800℃下保持4~6h,煅烧后得到以Cu/CuOx/C(x<1)组分为主的催化剂,记为CN-MOF。

3.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:所述碱性氮源为多巴胺、二甲基咪唑或三聚氰胺。

4.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:所述碱性氮源的碱度系数pKb为3~9。

5.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:所述超声波的频率为20~40kHz,功率为500~1000W,超声时间是0.5~1h。

6.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:所述步骤(1)中加入的无水醋酸铜与均苯三酸的质量比是1:1.16~5.78。

7.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:所述步骤(1)的碱性氮源加入到醋酸铜溶液中,先在1000~1500r/min下搅拌0.5~

1h。

8.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:所述步骤(1)中真空干燥的真空度<100Pa,温度为100~120℃。

9.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:所述步骤(2)中管式炉可采用程序控温,具体控温过程:(a)升温过程:以5~10℃/min的升温速率从室温升至600-800℃;

(b)恒温过程:置于600-800℃保持4~6h;

(c)降温过程:恒温过程结束后以1~3℃/min慢慢降至室温,之后再将材料取出封装。

10.根据权利要求2所述的碱性N调控碳化金属有机骨架材料中金属价态的方法,其特征在于:所述步骤(2)中管式炉中氮气的流速是80~100mL/min。