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专利号: 2021100328001
申请人: 潍坊学院
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

2

1.一种M‑MOF‑74/氧化硅复合材料,其特征在于,该材料的比表面积为300‑600m/g,孔3

径包含大孔、介孔、微孔,孔容为0.4‑0.7cm/g。

2.一种M‑MOF‑74/氧化硅复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:先采用水热法合成M‑MOF‑74,然后采用二次水热法合成M‑MOF‑74/氧化硅。

3.如权利要求2所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料的制备方法,其特征在于,M‑MOF‑74的合成包括如下步骤:将2,5‑二羟基对苯二甲酸和金属硝酸盐溶于N,N‑二甲基甲酰胺、乙醇、水组成的混合溶剂中,充分混合后,加入去质子化试剂,将混合溶液封装到反应釜中,在一定温度与时间下进行第一次水热反应,得到的产品用N,N‑二甲基甲酰胺洗涤后,干燥得到M‑MOF‑74晶体;

优选的,其中M为Zn、Mg、Co、Ni中的一种,优选为Mg;

优选的,2,5‑二羟基对苯二甲酸和金属硝酸盐的质量比例为1:1‑1:10;

进一步优选的,所述的金属硝酸盐为铁、钴、镍、镁等碱金属或过渡金属盐中的一种或两种以上的混合物;

优选的,合成M‑MOF‑74材料的去质子化试剂为三乙胺或醋酸钠中的一种或两种以上混合物;

进一步优选的,去质子化试剂的加入量为2,5‑二羟基对苯二甲酸物质量的1‑4倍;

优选的,合成M‑MOF‑74材料所选用的溶剂为N,N‑二甲基二酰胺:乙醇:水混合溶液,其中三者的体积比的比例为0.1‑1:1‑5:1‑10;

优选的,混合溶液水热合成的反应温度为100‑150℃,时间为2‑48h。

4.如权利要求2所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料的制备方法,其特征在于,二次水热法合成M‑MOF‑74/氧化硅包括如下步骤:将一定量的氧化硅置于M‑MOF‑74材料的前驱体溶液中,在一定温度下搅拌后,将一定量的去质子化试剂加入到混合溶液中;将混合溶液封装到反应釜中,在一定温度与时间下进行第二次水热反应,得到M‑MOF‑74/氧化硅复合材料;

优选的,合成M‑MOF‑74/氧化硅复合材料中氧化硅为介孔材料;

进一步优选的,合成M‑MOF‑74/氧化硅复合材料中氧化硅为MCFs、SBA‑15,KIT‑6,HMS,MCM‑41中的一种或两种以上的混合物;

优选的,所选用的M‑MOF‑74与介孔氧化硅的质量的比例为1:1‑1:10;

优选的,二次水热法合成M‑MOF‑74/氧化硅中,去质子化试剂为三乙胺或醋酸钠中的一种或两种以上混合物,加入量为2,5‑二羟基对苯二甲酸物质量的1‑4倍;

优选的,二次水热法合成M‑MOF‑74/氧化硅中,去质子化试剂为三乙胺或醋酸钠中的一种或两种以上混合物,加入量为2,5‑二羟基对苯二甲酸物质量的1‑4倍。

5.如权利要求2所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料的制备方法,其特征在于,两次水热反应的温度相同;

优选的,两次水热反应温度均为100‑200℃,进一步优选为125‑150℃;

优选的,两次水热反应时间均为2‑48h,优选为12‑15h。

6.权利要求1所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料或权利要求2‑5任一项所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料的制备方法制得的材料在气体快速吸附中的应用。

7.权利要求1所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料或权利要求2‑5任一项所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料的制备方法制得的材料在CO2快速吸附中的应用。

8.权利要求1所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料或权利要求2‑5任一项所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料的制备方法制得的材料在混合气体中CO2选择性快速吸附中的应用。

9.一种CO2吸附剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将权利要求1所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料或权利要求2‑5任一项所述的M‑MOF‑74/氧化硅复合材料的制备方法制得的材料在5MPa的压力下压成片状,然后将片状的吸附剂捣碎,过筛得到20‑40目的吸附剂颗粒。

10.一种固定床反应器中CO2吸附方法,其特征在于,包括如下步骤:将权利要求9所述的CO2吸附剂的制备方法制得的CO2吸附剂加入到U型石英管中,U型石英管外面嵌套石英棉,将U型石英管置于含CO2烟气的固定床反应器中;

优选的,烟气中CO2体积比大于等于10%,优选的,气速为60mL/min。