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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在0.1 11.26 %之间调控;具体包括~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 10 wt.%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 1 h,之后将均苯三酸溶液缓慢加入其中,持续~搅拌1 3 h,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;所述碱性氮源为多巴胺、二甲基咪唑或三聚氰胺;所述碱性氮源的碱度系数pKb为3 9;

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(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 °C下保持4 6 h,煅烧后得到以Cu/CuOx/C,x<1组分为主的催化剂,~ ~记为CN-MOF。

2.根据权利要求1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 1000 W,超声时间是0.5 1 h。

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3.根据权利要求1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)中加入的醋酸铜与均苯三酸的质量比是1:1.16 5.78。

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4.根据权利要求1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  1 ~ ~h。

5.根据权利要求1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<100 Pa,温度为100 120 °C。

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6.根据权利要求1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)中管式炉采用程序控温,具体控温过程:(a) 升温过程:以5 10 °C/min的升温速率从室温升至600-800 ºC;

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(b) 恒温过程:置于600 -800 ºC保持4 6 h;

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

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7.根据权利要求1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80 100 mL/min。

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