CN108404868A - 基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料及制备方法 - Google Patents

基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于碱金属阳离子掺杂NH2‑MIL‑125(Ti)材料及制备方法，该材料由2‑氨基对苯二甲酸、异丙醇钛、氯化锂、氯化钠、N,N‑二甲基甲酰胺和甲醇在中性条件下，经烘箱加热，有机溶剂活化处理，离心，洗涤，干燥制得。其比表面积范围在808.138～1470.044m2g‑1。制备方法包括：1)有机溶剂的制备；2)含氮配体的掺杂；3)碱金属阳离子的掺杂；4)金属中心的掺杂；5)基于碱金属阳离子掺杂NH2‑MIL‑125(Ti)的制备。相比于现有技术反应时间长，微波合成结晶度不好的缺点，本发明最突出的优点是通过溶剂热法，提高反应温度，实现较短时间合成，并且采用简单的碱金属阳离子掺杂方法，极大的提高了其比表面积，在金属有机骨架材料领域具有广阔的应用前景。

Description

基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料及制备方法
技术领域
本发明属于金属有机骨架材料技术领域，具体涉及一种基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料及制备方法。
背景技术
随着经济的快速增长，“温室气体”排放对全球气候的影响已经成为一个严重的问题，其中CO2的排放问题最为突出。金属基有机骨架化合物(MOFs)是一类非常具有潜力的固体吸附剂，是多孔材料中协调性、结构多样性、物理化学性能非常优异的一类材料。MOFs的发展最早可以追溯到1897年，直到1990年，Robison和Hoskins系统报道了配位聚合物的结构设计方法，Kitagawa研究组报道了多孔配位聚合物的气体吸附性能，MOFs才受到了大家的广泛关注。
MOFs是由是由金属离子与含氧、氮等的多齿有机配体(大多数为芳香多酸)自组合形成的微孔网络结构的配位聚合物，有机配体包括羧酸盐、磷酸盐、磺酸盐和含氮杂环化合物等，理论上MOFs可以通过选择恰当的金属离子和有机配体来进行合成并且进行优化。MOFs主要通过高温水热/溶剂热法来制备，虽然操作简单，但溶剂挥发较慢，反应时间也较长。近年来机械合成法、超声化学合成法、微波合成法和电化学合成法也被用于合成MOFs。MOFs最引人注目的是其极高的比表面积、高孔隙率和孔径可调控性，在气体存储、吸附分离以及多相催化等领域有很好的应用前景。
2009年，Meenakshi Dan-Hardi等人首次合成出具有光活性的MIL-125(Ti)多孔晶体化合物。随后衍生出一系列氨基化MIL-125(Ti)以及碱金属掺杂的改性方法以提高其性能。但目前氨基化MIL-125(Ti)的制备周期长，效率较低，并且通常用后功能化浸渍法来进行碱金属掺杂，从一定程度上限制了掺杂的效果，并且浸渍的环境的不稳定，对样品的影响较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料及制备方法，用于提高NH2-MIL-125(Ti)比表面积，为其在气体吸附及分离方面的应用奠定基础，提高了反应温度，大幅度的降低了NH2-MIL-125(Ti)的合成时间，同时通过前功能化掺杂了适量的氯盐合成出nM-NH2-MIL-125(Ti)一系列材料，改善了材料的孔径分布，比表面积方面也得到了较大的提升。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：
基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料，包括溶质和溶剂；溶质按重量百分比计，包括2-氨基对苯二甲酸55wt％～60wt％、异丙醇钛38wt％～43wt％以及氯盐1wt％～2wt％；溶剂按体积百分比计，包括N,N-二甲基甲酰胺45％～55％和甲醇45％～55％；溶剂中溶质浓度为8～9g/mL；将溶质加入到溶剂中，然后在中性条件下冰水浴搅拌得到红褐色液体，经加热，有机溶剂活化处理，离心，洗涤，干燥制得。
本发明进一步的改进在于，该材料比表面积为808.138～1470.044m2/g。
本发明进一步的改进在于，氯盐为氯化锂或氯化钠。
基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)有机溶剂的制备，将N,N-二甲基甲酰胺和甲醇混合后，在室温下搅拌，得到有机溶剂；
2)含氮配体的掺杂，将2-氨基对苯二甲酸缓慢加入到制备好的有机溶剂中，得到含氮配体的混合液；
3)碱金属阳离子的掺杂，将干燥的含碱金属阳离子的氯盐按设定质量比加入到含氮配体的有机溶剂中充分混合，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
4)金属中心的掺杂，加入一定量的异丙醇钛，在一定条件下缓慢滴加，得到混合均匀的红褐色液体；
5)将搅拌均匀的液体移入聚四氟乙烯内衬中，加热，待其反应结束并冷却至室温后进行活化，得到基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料，随后进行干燥保存。
本发明进一步的改进在于，步骤1)中，室温搅拌的时间为10～20min。
本发明进一步的改进在于，步骤2)中，掺杂的条件为室温下搅拌为20～30min。
本发明进一步的改进在于，步骤3)中，掺杂的条件为室温下搅拌20～30min。
本发明进一步的改进在于，步骤4)中，掺杂的条件为在冰水浴件条下滴加，搅拌时间为30～40min。
本发明进一步的改进在于，步骤5)中，聚四氟乙烯内衬的规格为40～50mL，采用烘箱加热，且烘箱参数为145～155℃，15～17h，然后依次用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇活化11～13h后，在55～65℃的烘箱中干燥6～8h。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
1、本发明通过更换有机配体，使MIL-125(Ti)实现氨功能化，并且通过提高反应温度，降低反应时间的方法，缩短了合成时间，极大地提高了生产效率；
2、本发明通过前功能化方法，向配体溶液中加入含碱金属阳离子的氯盐，在结构不改变的前提下有效的提高了比表面积，具体吸附量及孔径分布如下表所示，从而为其在气体吸附和分离方面奠定了基础；
表1
表2
3、为解决缩短反应时间引起晶体生长不充分的问题，本实验取代原始的鼓风干燥箱，选用真空烘箱在不抽真空的条件下进行加热，控制其升温和降温速率，从而提高了样品的产率和质量；
4、本发明在后续样品的处理方面，提高了N,N-二甲基甲酰胺和甲醇的活化时间，更充分的去除了多余的连接键，以及残留在材料孔道及表面没有反应的配体，从而提高了样品的纯度。
因此，本发明极大缩减了nM-NH2-MIL-125(Ti)的合成时间，并且成功掺杂入碱金属，使得材料性能得到很大提升，相比于未掺杂的NH2-MIL-125(Ti)，具有更高的比表面积。
实验证明，基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料的制备，在氯盐掺量为1wt％下，1Li-NH2-MIL-125(Ti)相对于NH2-MIL-125(Ti)比表面积提高了79.5％，1Na-NH2-MIL-125(Ti)相对于NH2-MIL-125(Ti)比表面积提高了81.9％。
本发明经美国(Quantachrome Instruments)Autosorb-1型物理吸附仪测试可知：本发明基于MIL-125(Ti)氨功能化及碱金属阳离子掺杂的金属有机骨架材料比表面积808.138～1470.044m2/g。
本发明基于MIL-125(Ti)氨功能化及碱金属阳离子掺杂的金属有机骨架材料的XRD测试结果表明，氨功能化及碱金属掺杂不会改变材料的晶体结构，但对衍射峰的强弱会有一定的影响。
本发明基于MIL-125(Ti)氨功能化及碱金属阳离子掺杂的金属有机骨架材料的热稳定性测试结果表明，温度达到400℃左右时，nM-NH2-MIL-125(Ti)系列的多孔晶体结构坍塌，因此证明该系列材料具有较稳定的结构。
附图说明
图1为本发明实施例中制备的不同含量氯化锂掺杂NH2-MIL-125(Ti)的XRD图；
图2为本发明实施例中制备的不同含量氯化钠掺杂NH2-MIL-125(Ti)的XRD图；
图3为本发明实施例中制备的不同含量氯化锂掺杂NH2-MIL-125(Ti)的TG图；
图4为本发明实施例中制备的不同含量氯化钠掺杂NH2-MIL-125(Ti)的TG图；
图5为本发明实施例中制备的NH2-MIL-125(Ti)和n-M@NH2-MIL-125(Ti)，在77K下的氮吸附-脱附等温线。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。
实施例1
步骤1)溶剂中溶质比例为8g/mL，将体积比为45％的N,N-二甲基甲酰胺和55％的甲醇在室温下搅拌10min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为56wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌20min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为1wt％的氯化锂加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌20min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将43wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为30min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为40mL聚四氟乙烯内衬中，在145℃烘箱中反应15h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化11h，离心之后的样品在55℃的烘箱中干燥6h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例2
步骤1)溶剂中溶质比例为8g/mL，将体积比为45％的N,N-二甲基甲酰胺和55％的甲醇在室温下搅拌10min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为56wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌20min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为1wt％的氯化钠加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌20min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将43wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为30min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为40mL聚四氟乙烯内衬中，在145℃烘箱中反应15h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化11h，离心之后的样品在55℃的烘箱中干燥6h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例3
步骤1)溶剂中溶质比例为8g/mL，将体积比为45％的N,N-二甲基甲酰胺和55％的甲醇在室温下搅拌10min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为55wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌20min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为2wt％的氯化锂加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌20min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将43wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为30min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为40mL聚四氟乙烯内衬中，在145℃烘箱中反应15h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化11h，离心之后的样品在55℃的烘箱中干燥6h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例4
步骤1)溶剂中溶质比例为8g/mL，将体积比为45％的N,N-二甲基甲酰胺和55％的甲醇在室温下搅拌10min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为55wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌20min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为2wt％的氯化钠加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌20min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将43wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为30min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为40mL聚四氟乙烯内衬中，在145℃烘箱中反应15h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化11h，离心之后的样品在55℃的烘箱中干燥6h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例5
步骤1)溶剂中溶质比例为9g/mL，将体积比为55％的N,N-二甲基甲酰胺和45％的甲醇在室温下搅拌20min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为60wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌30min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为1wt％的氯化锂加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌30min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将39wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为40min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为50mL聚四氟乙烯内衬中，在155℃烘箱中反应17h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化13h，离心之后的样品在65℃的烘箱中干燥7h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例6
步骤1)溶剂中溶质比例为9g/mL，将体积比为55％的N,N-二甲基甲酰胺和45％的甲醇在室温下搅拌20min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为60wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌30min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为1wt％的氯化钠加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌30min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将39wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为40min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为50mL聚四氟乙烯内衬中，在155℃烘箱中反应17h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化13h，离心之后的样品在65℃的烘箱中干燥7h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例7
步骤1)溶剂中溶质比例为9g/mL，将体积比为55％的N,N-二甲基甲酰胺和45％的甲醇在室温下搅拌20min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为60wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌30min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为2wt％的氯化锂加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌30min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将38wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为40min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为50mL聚四氟乙烯内衬中，在155℃烘箱中反应17h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化13h，离心之后的样品在65℃的烘箱中干燥7h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例8
步骤1)溶剂中溶质比例为9g/mL，将体积比为55％的N,N-二甲基甲酰胺和45％的甲醇在室温下搅拌20min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为60wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌30min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为2wt％的氯化钠加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌30min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将38wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为40min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为50mL聚四氟乙烯内衬中，在155℃烘箱中反应17h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化13h，离心之后的样品在65℃的烘箱中干燥7h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例9
步骤1)溶剂中溶质比例为8.62g/mL，将体积比为50％的N,N-二甲基甲酰胺和50％的甲醇在室温下搅拌15min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为56.1wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌25min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为1wt％的氯化锂加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌25min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将42.9wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为35min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为50mL聚四氟乙烯内衬中，在150℃烘箱中反应16h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化12h，离心之后的样品在60℃的烘箱中干燥6h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例10
步骤1)溶剂中溶质比例为8.62g/mL，将体积比为50％的N,N-二甲基甲酰胺和50％的甲醇在室温下搅拌15min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为56.1wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌25min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为1wt％的氯化钠加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌25min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将42.9wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为35min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为50mL聚四氟乙烯内衬中，在150℃烘箱中反应16h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化12h，离心之后的样品在60℃的烘箱中干燥6h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例11
步骤1)溶剂中溶质比例为8.62g/mL，将体积比为50％的N,N-二甲基甲酰胺和50％的甲醇在室温下搅拌15min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为56.1wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌25min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为2wt％的氯化锂加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌25min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将41.9wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为35min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为50mL聚四氟乙烯内衬中，在150℃烘箱中反应16h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化12h，离心之后的样品在60℃的烘箱中干燥6h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
实施例12
步骤1)溶剂中溶质比例为8.62g/mL，将体积比为50％的N,N-二甲基甲酰胺和50％的甲醇在室温下搅拌15min，得到混合的有机溶剂；
步骤2)称取质量分数为56.1wt％的2-氨基对苯二甲酸，缓慢加入到制备好的有机溶剂中，搅拌25min，得到含氮配体的混合液；
步骤3)将干燥的含碱金属阳离子的氯盐，质量分数为2wt％的氯化钠加入到步骤2制备的溶剂中，在室温下搅拌25min，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
步骤4)将41.9wt％的异丙醇钛，在冰水浴条件下缓慢加入到混合液中，搅拌时间为35min，得到混合均匀的红褐色液体；
步骤5)将搅拌均匀的混合液移入到容量为50mL聚四氟乙烯内衬中，在150℃烘箱中反应16h，待冷却至室温后用N,N-二甲基甲酰胺活化12h，离心之后的样品在60℃的烘箱中干燥6h，采用甲醇进行相同的步骤，得到不同含量氯盐掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料。
为了对比加入含碱金属阳离子的氯盐，对基于MIL-125(Ti)氨功能化及碱金属阳离子掺杂的金属有机骨架材料材料性能显著提升的效果，制备了不掺杂氯盐的NH2-MIL-125(Ti)。未特别说明的步骤与上述实施例相同，不同之处在于：
步骤3)得到未掺杂氯盐的含氮配体混合液；
步骤5)得到未掺杂氯盐的NH2-MIL-125(Ti)金属有机骨架材料。
对上述实施例制备的基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)的金属有机骨架材料，在低温氮气等温吸脱附性能测试条件，以5℃/min升温速率升高到80℃保温1h，之后继续升温至100℃保温10h，然后在77K条件下进行氮气等温吸脱附测试。
实施例中制备的不掺杂氯盐和掺杂氯盐的金属有机骨架材料，XRD测试结果如图1、2所示，其衍射峰2θ＝6.7°，9.7°，11.6°，14.9°和19.5°与文献中描述一致，说明此方法制备出的样品晶型符合。
实施例中制备的不掺杂氯盐和掺杂氯盐的金属有机骨架材料，TG测试结果如图3、4所示，样品的第一个失重阶段发生从100～355K，对应于水分、甲醇和N,N-二甲基甲酰胺的去除。第二失重400～500K对应于所有样品的非配位有机连接体的去除。随后MOFs的骨架发生完全坍塌。
实施例中制备的不掺杂氯盐和掺杂氯盐的金属有机骨架材料，氮吸附-脱附等温线如图5所示，样品显示I型吸附等温线，在P/P0＝0.50～0.95处存在滞后环，表明介孔中有微孔的存在。
实施例中制备的不掺杂氯盐和掺杂氯盐的金属有机骨架材料，比表面积如表1、2所示，未进行碱金属掺杂的NH2-MIL-125(Ti)比表面积为808.138m2g-1，掺杂1wt％氯化锂、氯化钠的NH2-MIL-125(Ti)，比表面积有了79.5％和81.9％的提升，1Li@NH2-MIL-125(Ti)的比表面积为1450.665m2/g，1Na@NH2-MIL-125(Ti)的比表面积为1470.044m2/g。

Claims (9)

1.基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料，其特征在于，包括溶质和溶剂；溶质按重量百分比计，包括2-氨基对苯二甲酸55wt％～60wt％、异丙醇钛38wt％～43wt％以及氯盐1wt％～2wt％；溶剂按体积百分比计，包括N,N-二甲基甲酰胺45％～55％和甲醇45％～55％；溶剂中溶质浓度为8～9g/mL；将溶质加入到溶剂中，然后在中性条件下冰水浴搅拌得到红褐色液体，经加热，有机溶剂活化处理，离心，洗涤，干燥制得。
2.根据权利要求1所述的基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料，其特征在于，该材料比表面积为808.138～1470.044m2/g。
3.根据权利要求1所述的基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料，其特征在于，氯盐为氯化锂或氯化钠。
4.权利要求1至3中任一项所述的基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)有机溶剂的制备，将N,N-二甲基甲酰胺和甲醇混合后，在室温下搅拌，得到有机溶剂；
2)含氮配体的掺杂，将2-氨基对苯二甲酸缓慢加入到制备好的有机溶剂中，得到含氮配体的混合液；
3)碱金属阳离子的掺杂，将干燥的含碱金属阳离子的氯盐按设定质量比加入到含氮配体的有机溶剂中充分混合，得到含碱金属阳离子和氮配体的混合液；
4)金属中心的掺杂，加入一定量的异丙醇钛，在一定条件下缓慢滴加，得到混合均匀的红褐色液体；
5)将搅拌均匀的液体移入聚四氟乙烯内衬中，加热，待其反应结束并冷却至室温后进行活化，得到基于碱金属阳离子掺杂NH2-MIL-125(Ti)材料，随后进行干燥保存。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，室温搅拌的时间为10～20min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，掺杂的条件为室温下搅拌为20～30min。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，掺杂的条件为室温下搅拌20～30min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，掺杂的条件为在冰水浴件条下滴加，搅拌时间为30～40min。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，聚四氟乙烯内衬的规格为40～50mL，采用烘箱加热，且烘箱参数为145～155℃，15～17h，然后依次用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇活化11～13h后，在55～65℃的烘箱中干燥6～8h。
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