CN113499755A - 一种mof型芳烃吸附剂的制备方法 - Google Patents
一种mof型芳烃吸附剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113499755A CN113499755A CN202110777216.9A CN202110777216A CN113499755A CN 113499755 A CN113499755 A CN 113499755A CN 202110777216 A CN202110777216 A CN 202110777216A CN 113499755 A CN113499755 A CN 113499755A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aromatic hydrocarbon
- mof
- type aromatic
- hydrocarbon adsorbent
- uio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims abstract description 33
- GPNNOCMCNFXRAO-UHFFFAOYSA-N 2-aminoterephthalic acid Chemical compound NC1=CC(C(O)=O)=CC=C1C(O)=O GPNNOCMCNFXRAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCCCN1C=C[N+](C)=C1 IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 7
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- QKIUAMUSENSFQQ-UHFFFAOYSA-N dimethylazanide Chemical compound C[N-]C QKIUAMUSENSFQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- -1 1-n-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 claims abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910007932 ZrCl4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 14
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 13
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 10
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 5
- 238000003541 multi-stage reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 3
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 3
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007746 Zr—O Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 231100000299 mutagenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007886 mutagenicity Effects 0.000 description 1
- 239000013384 organic framework Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/223—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material containing metals, e.g. organo-metallic compounds, coordination complexes
- B01J20/226—Coordination polymers, e.g. metal-organic frameworks [MOF], zeolitic imidazolate frameworks [ZIF]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
- C10G25/003—Specific sorbent material, not covered by C10G25/02 or C10G25/03
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
- C10G25/12—Recovery of used adsorbent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种MOF型芳烃吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将N,N‑二甲基酰胺(DMF)、ZrCl4和浓HCl混合，调节pH值至3～6；加入2‑氨基对苯二甲酸，超声处理；装釜结晶，后处理得到UiO‑66‑NH2金属有机骨架材料；所得UiO‑66‑NH2在120‑150℃的真空下活化，然后加入1‑正丁基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF6]的有机溶液，升温搅拌蒸发溶剂，洗涤、干燥得到芳烃吸附剂。本发明制备的MOF型芳烃吸附剂具有改性的金属有机框架，由于该材料耐高温，抗机械压力，为回收提供了有利的条件。在完成对芳烃的吸附后，置于250℃、氩气的环境下煅烧，可实现重复利用。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种MOF型芳烃吸附剂的制备方法。
背景技术
金属有机骨架材料(MOF)是一种无机-有机杂化微孔晶体材料，由金属离子和有机化合物通过配位作用组合而成，不同金属离子和不同有机化合物能够形成多种多样的MOF材料，并具有不同的拓扑结构和孔隙度。由于MOF具有多变结构和永久性纳米孔、大的比表面积和良好的热稳定性等性质，所以MOF在吸附、储氢等方面有广阔的应用前景。
多环芳烃是指含有两个或两个以上苯环的芳烃化合物，包括萘、蒽、菲、芘等多种化合物，广泛存在于柴油中。研究表明，柴油中的多环芳烃十六烷值低，燃烧性能差，是柴油车尾气PM2.5颗粒物形成的主要原因之一，而且含有多环芳烃的颗粒物具有毒性、致诱变性和致癌性。随着环保标准提高，车用柴油的标准也越来，我国已经制定颁布国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ柴油标准，我国将于2017年全面实施国Ⅴ柴油标准，限制多环芳烃含量≤11％，已经开始制定国Ⅵ柴油标准，预计将会更加严格限制多环芳烃含量。
对于我国炼油行业而言，原油质量较差，以重质油、劣质油为主，导致柴油芳烃尤其是多环芳烃含量高。其次，我国石油炼制二次加工以催化裂化、焦化为主，催化裂化柴油和焦化柴油在柴油池中所占比例较高，催化裂化柴油和焦化柴油多环芳烃含量较高，导致柴油多环芳烃含量高。从长远发展来看，实现柴油升级、顺应国家节能减排发展战略是必然趋势，开发清洁柴油生产技术促进柴油升级是当前所需，柴油车作为重要的移动污染源，油品升级必将大幅度降低污染物排放，改善空气质量，具有重要意义。
目前多环芳烃吸附剂主要针对大气或水中微量多环芳烃吸附分离，吸附剂饱和吸附量较小，而针对煤液化油的芳烃吸附剂选择性较差，容易吸附柴油中其单环芳烃类化合物，不适合用于柴油中多环芳烃吸附分离。现有芳烃吸附剂已有较多报道，如活性炭，活性氧化铝、硅凝胶、聚合物材料等，主要存在吸附能力不强和吸附剂不可回收循环使用等问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种MOF型芳烃吸附剂的制备方法，所得吸附剂对多环芳烃具有较高的选择性，能够有效降低柴油中的多环芳烃。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种MOF型芳烃吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将N,N-二甲基酰胺(DMF)、ZrCl4和浓HCl混合，调节pH值至3～6；加入2-氨基对苯二甲酸，超声处理；
(2)装釜结晶，后处理得到UiO-66-NH2金属有机骨架材料；
(3)所得UiO-66-NH2在120-150℃的真空下活化，然后加入1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF6]的有机溶液，升温搅拌蒸发溶剂，洗涤、干燥得到芳烃吸附剂。
按上述方案，步骤1中ZrCl4和HCl的摩尔比为1：6。
按上述方案，步骤1中优选的pH值为3.4～5.8。
按上述方案，步骤1中Zr4+与2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为1：1。
按上述方案，步骤1中超声时间为5～30min。优选为20min。
按上述方案，步骤2中装釜结晶的温度为80～150℃。优选为120℃。
按上述方案，步骤2中所述后处理包括DMF进行溶剂交换，再用无水乙醇洗涤。
按上述方案，步骤3中[BMIM][PF6]与UiO-66-NH2的质量比为1:9、3:7、5:5、7:3、9:1。
相对于现有技术，本发明有益效果在于：
本发明所得MOF型芳烃吸附剂由于其自身独特的结构，使其能够与带有苯环的有机物形成π-π共轭作用。由于该共轭的相互作用力，使得吸附剂对带有苯环的有机物都有很强的吸附性能。再加上[PF6]-和芳烃分子之间的氢键以及[BMIM]+阳离子和芳烃分子之间的π-π相互作用，使芳烃的吸附率大大增加。
本发明制备的MOF型芳烃吸附剂具有改性的金属有机框架，由于该材料耐高温，抗机械压力，为回收提供了有利的条件。在完成对芳烃的吸附后，置于250℃、氩气的环境下煅烧，可实现重复利用。
附图说明
图1：实施例1制备的MOF型芳烃吸附剂的XRD谱图；
图2：实施例1制备的MOF型芳烃吸附剂的FTIR谱图。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护方案的限制。
实施例1
(1)称取1.25g ZrCl4，10mLHCl、DMF 150mL混合超声处理，用0.1mol/L的NaOH溶液调节其pH至3～6；加入2-氨基对苯二甲酸，使Zr4+与2-氨基对苯二甲酸的比值为1：1，超声处理20min；
(2)装釜结晶的温度为120℃，真空干燥后，得到粗样品UiO-66-NH2；
(3)先将100mg离子液体[BMIM][PF6]溶解于20mL丙酮，加入900mgUiO-66-NH2复合反应于35℃搅拌蒸发，后用甲苯洗涤3次，离心后于120℃真空干燥得到MOF型芳烃吸附剂，所得固体粉末记为样品1。
本实施例制备的MOF型芳烃吸附剂的XRD谱图见图1所示；由图可知，分别在2θ＝7.36°，8.48°,12.04°，14.15°，17.08°，22.25°，25.68°，33.12°时出现特征峰，分别与(111)，(002)，(022)，(113)，(004)，(115)，(224)，(137)晶面相对应。所合成的样品在特征峰位置及强度上均与其他相关报道基本一致，可见本次实验采用溶剂热法掺入离子液体合成的复合材料MOF型芳烃吸附剂与标准UiO-66-NH2晶体具有相似的拓扑结构，证实该样品未改变UiO-66-NH2材料的结构，仍具有较高的水热稳定性。
本实施例制备的MOF型芳烃吸附剂的FTIR谱图见图2所示，769cm-1的谱带是由于OH和CH弯曲与Zr–O模式混合而引起的，1259cm-1的吸收谱带是由于C–N延伸了游离胺基，1500cm-1为芳族吸收带的C＝C，N-H键弯曲振动的峰值为1565cm-1，该吸收带可能与–COOH与Zr4+离子的反应有关，3477cm-1和3374cm-1为N-H键不对称伸缩和对称伸缩振动导致的峰值。表明了引入离子液体并不会影响UiO-66-NH2材料主要官能团分布。
实施例2
(1)称取1.25g ZrCl4，10mLHCl、DMF 150mL混合超声处理，用0.1mol/L的NaOH溶液调节其pH至3～6；加入2-氨基对苯二甲酸，使Zr4+与2-氨基对苯二甲酸的比值为1：1，超声处理20min；
(2)装釜结晶的温度为120℃，真空干燥后，得到粗样品UiO-66-NH2；
(3)先将300mg离子液体[BMIM][PF6]溶解于20mL丙酮，加入700mgUiO-66-NH2复合反应于35℃搅拌蒸发，后用甲苯洗涤3次，离心后于120℃真空干燥得到MOF型芳烃吸附剂，所得固体粉末记为样品2。
实施例3
(1)称取1.25g ZrCl4，10mLHCl、DMF 150mL混合超声处理，用0.1mol/L的NaOH溶液调节其pH至3～6；加入2-氨基对苯二甲酸，使Zr4+与2-氨基对苯二甲酸的比值为1：1，超声处理20min；
(2)装釜结晶的温度为120℃，真空干燥后，得到粗样品UiO-66-NH2；
(3)先将500mg离子液体[BMIM][PF6]溶解于20mL丙酮，加入500mgUiO-66-NH2复合反应于35℃搅拌蒸发，后用甲苯洗涤3次，离心后于120℃真空干燥得到MOF型芳烃吸附剂，所得固体粉末记为样品3。
实施例4
(1)称取1.25g ZrCl4，10mLHCl、DMF 150mL混合超声处理，用0.1mol/L的NaOH溶液调节其pH至3～6；加入2-氨基对苯二甲酸，使Zr4+与2-氨基对苯二甲酸的比值为1：1，超声处理20min；
(2)装釜结晶的温度为120℃，真空干燥后，得到粗样品UiO-66-NH2；
(3)先将700mg离子液体[BMIM][PF6]溶解于20mL丙酮，加入300mgUiO-66-NH2复合反应于35℃搅拌蒸发，后用甲苯洗涤3次，离心后于120℃真空干燥得到MOF型芳烃吸附剂，所得固体粉末记为样品4。
实施例5
(1)称取1.25g ZrCl4，10mLHCl、DMF 150mL混合超声处理，用0.1mol/L的NaOH溶液调节其pH至3～6；加入2-氨基对苯二甲酸，使Zr4+与2-氨基对苯二甲酸的比值为1：1，超声处理20min；
(2)装釜结晶的温度为120℃，真空干燥后，得到粗样品UiO-66-NH2；
(3)先将900mg离子液体[BMIM][PF6]溶解于20mL丙酮，加入100mgUiO-66-NH2复合反应于35℃搅拌蒸发，后用甲苯洗涤3次，离心后于120℃真空干燥得到MOF型芳烃吸附剂，所得固体粉末记为样品5。
将实施例1～5制备的MOF型芳烃吸附剂吸附过量的甲苯，同时测定未复合改性UiO-66-NH2(空白样)对甲苯溶液的吸附性能。实验条件：温度25℃，吸附剂质量20mg，甲苯溶液浓度50mg/L，溶液体积为100mL，恒温振荡摇床200rpm/min，静态吸附时间24h，所得芳烃吸附剂的吸附性能结果见表1所示。吸附完全后将样品在250℃、氩气的环境下煅烧回收，并重复吸附实验再次测量样品对甲苯样品的吸附作用；经过对样品进行循环再利用测试其吸附最大值，发现经过四次回收利用后其最大吸附值的变化很小，本发明制备的新型改性有机骨架材料芳烃吸附剂具有循环再利用的性能。
表1芳烃吸附剂对甲苯溶液的吸附性能
通过对实施例1～5及空白样的比较，可以发现在经过离子液体复合改性后的材料对吸附能力皆高于未复合改性的UiO-66-NH2，说明离子液体的加入提升了材料与甲苯分子之间的相互作用；通过比较实施例1～5发现，不同的[BMIM][PF6]与UiO-66-NH2的质量比，其吸附能力也各不相同，由于离子液体的有效加入，样品的比表面积也明显降低，当[BMIM][PF6]与UiO-66-NH2的质量比为3：7(即样品2)的时候吸附效果最佳，质量比为5：5(即样品3)时效果次之。
Claims (8)
1.一种MOF型芳烃吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将N,N-二甲基酰胺(DMF)、ZrCl4和浓HCl混合，调节pH值至3～6；加入2-氨基对苯二甲酸，超声处理；
(2)装釜结晶，后处理得到UiO-66-NH2金属有机骨架材料；
(3)所得UiO-66-NH2在120-150℃的真空下活化，然后加入1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF6]的有机溶液，升温搅拌蒸发溶剂，洗涤、干燥得到芳烃吸附剂。
2.如权利要求1所述MOF型芳烃吸附剂的制备方法，其特征在于步骤1中ZrCl4和HCl的摩尔比为1：6。
3.如权利要求1所述MOF型芳烃吸附剂的制备方法，其特征在于步骤1中优选的pH值为3.4～5.8。
4.如权利要求1所述MOF型芳烃吸附剂的制备方法，其特征在于步骤1中Zr4+与2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为1：1。
5.如权利要求1所述MOF型芳烃吸附剂的制备方法，其特征在于步骤1中超声时间为5～30min。
6.如权利要求1所述MOF型芳烃吸附剂的制备方法，其特征在于步骤2中装釜结晶的温度为80～150℃。
7.如权利要求1所述MOF型芳烃吸附剂的制备方法，其特征在于步骤2中所述后处理包括DMF进行溶剂交换，再用无水乙醇洗涤。
8.如权利要求1所述MOF型芳烃吸附剂的制备方法，其特征在于步骤3中[BMIM][PF6]与UiO-66-NH2的质量比为1:9、3:7、5:5、7:3、9:1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110777216.9A CN113499755A (zh) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | 一种mof型芳烃吸附剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110777216.9A CN113499755A (zh) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | 一种mof型芳烃吸附剂的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113499755A true CN113499755A (zh) | 2021-10-15 |
Family
ID=78011945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110777216.9A Pending CN113499755A (zh) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | 一种mof型芳烃吸附剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113499755A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115505134A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-23 | 江苏第二师范学院 | 三氯氧磷修饰的UiO-66-NH2材料的制备及应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107638870A (zh) * | 2016-07-22 | 2018-01-30 | 浙江大学 | 一种离子液体与金属有机框架复合吸附剂的制备方法和应用 |
| CN108192109A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-06-22 | 华中科技大学 | 一种离子液体增强金属有机骨架材料稳定性的方法 |
-
2021
- 2021-07-09 CN CN202110777216.9A patent/CN113499755A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107638870A (zh) * | 2016-07-22 | 2018-01-30 | 浙江大学 | 一种离子液体与金属有机框架复合吸附剂的制备方法和应用 |
| CN108192109A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-06-22 | 华中科技大学 | 一种离子液体增强金属有机骨架材料稳定性的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SAFIYYE KAVAK等: "Fast and Selective Adsorption of Methylene Blue from Water Using [BMIM][PF6]-Incorporated UiO-66 and NH2-UiO-66", 《CYSTRAL GROWTH & DESIGN》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115505134A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-23 | 江苏第二师范学院 | 三氯氧磷修饰的UiO-66-NH2材料的制备及应用 |
| CN115505134B (zh) * | 2022-09-21 | 2023-06-20 | 江苏第二师范学院 | 三氯氧磷修饰的UiO-66-NH2材料的制备及应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021196258A1 (zh) | 一种铝基金属-有机骨架材料、制备方法、吸附分离装置及分离烃类混合物的方法 | |
| CN111205469B (zh) | 一种超微孔锆基金属有机骨架材料及其制备方法和应用 | |
| CN113499755A (zh) | 一种mof型芳烃吸附剂的制备方法 | |
| CN111039289A (zh) | 一种碱活化多孔碳的制备方法及其在吸附液体石蜡中甲苯中的应用 | |
| CN115124676B (zh) | 一种卤素修饰的共价有机框架材料的制备方法及其应用 | |
| CN109759020B (zh) | 一种Nd-MOFs气体吸附材料及其制备方法和应用 | |
| CN113372525B (zh) | 一种具有分子印迹型的共价有机框架材料及其制备方法和应用 | |
| CN117683376B (zh) | 用煤基合成油乳化废液制备高孔容炭黑材料的方法 | |
| CN113457644A (zh) | 表面改性金属有机框架结构吸附材料的制备方法 | |
| CN113750957B (zh) | Y型分子筛/石墨烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN115254000B (zh) | 一种磁性煤气化渣基镁吸附剂的合成方法及应用 | |
| CN114887602B (zh) | 一种用于水体高效除磷的纤维素/聚多巴胺/氢氧化镧复合材料 | |
| CN110775958B (zh) | 一种噻吩基镍配合物衍生的碳纳米管及其合成方法和应用 | |
| CN106866985A (zh) | 一种用于乙炔和甲烷吸附分离的金属有机骨架材料及其制备方法 | |
| CN111019145B (zh) | 一种有机共价聚合物材料及其制备方法与应用 | |
| CN112387251A (zh) | 一种含铁螯合剂内嵌的mof材料、合成方法及应用 | |
| CN114634180B (zh) | 一类超微孔活性碳材料及其制备方法和在轻烃化合物分离中的应用 | |
| Chen et al. | High adsorption capacity by creating a hydrophobic/hydrophilic layer on the surface of silicalite-1 | |
| CN111589418A (zh) | 膨润土/膨胀石墨复合吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN110813260A (zh) | 一种高效吸附低浓度氨气的多级孔聚合物固体酸的制备方法 | |
| CN116041726B (zh) | 一种锆基金属有机框架纳米材料及其制备方法与应用 | |
| WO2023124761A1 (zh) | 锆基金属-有机框架材料及其制备方法和应用、吸附分离装置和方法 | |
| CN114369253B (zh) | 一种改性mof材料及其制备方法 | |
| CN117658762B (zh) | 电子级乙炔气体提纯方法 | |
| Yan et al. | Facile construction of hierarchically porous CPO-27-Ni by mixed ligand strategy towards enhanced adsorption desulfurization from fuels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211015 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |