RU2718678C1 - Способ получения микропористого тримезиата меди(ii) - Google Patents
Способ получения микропористого тримезиата меди(ii) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718678C1 RU2718678C1 RU2019130085A RU2019130085A RU2718678C1 RU 2718678 C1 RU2718678 C1 RU 2718678C1 RU 2019130085 A RU2019130085 A RU 2019130085A RU 2019130085 A RU2019130085 A RU 2019130085A RU 2718678 C1 RU2718678 C1 RU 2718678C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- alkaline agent
- solution
- ethanol
- mixture
- Prior art date
Links
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=CC(C(O)=O)=C1 QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 8
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 abstract description 7
- 229920001795 coordination polymer Polymers 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 abstract description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- HOPSCVCBEOCPJZ-UHFFFAOYSA-N carboxymethyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC(O)=O HOPSCVCBEOCPJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract 1
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000013148 Cu-BTC MOF Substances 0.000 description 15
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 240000006995 Abutilon theophrasti Species 0.000 description 1
- VHKFFPOTSWQHPK-UHFFFAOYSA-N C(C)O.C1(=CC(=CC(=C1)C(=O)O)C(=O)O)C(=O)O Chemical compound C(C)O.C1(=CC(=CC(=C1)C(=O)O)C(=O)O)C(=O)O VHKFFPOTSWQHPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- NOSIKKRVQUQXEJ-UHFFFAOYSA-H tricopper;benzene-1,3,5-tricarboxylate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[O-]C(=O)C1=CC(C([O-])=O)=CC(C([O-])=O)=C1.[O-]C(=O)C1=CC(C([O-])=O)=CC(C([O-])=O)=C1 NOSIKKRVQUQXEJ-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 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
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/41—Preparation of salts of carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C63/00—Compounds having carboxyl groups bound to a carbon atoms of six-membered aromatic rings
- C07C63/307—Monocyclic tricarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/08—Copper compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химии и химической технологии, а именно к координационной и синтетической химии металл-органических координационных полимеров, обладающих сорбционной ёмкостью, в частности к способу получения микропористого тримезиата меди(II), включающему этапы, на которых в этиловом спирте растворяют тримезиновую кислоту и добавляют водный раствор соли меди(II) с получением смеси, в которой следующее соотношение компонентов, масс.%: 50–80% спирта, 5–10% тримезиновой кислоты, 10–20% соли меди, вода — остальное, причем смесь нагревают при 20–100°C в течение 0,5–5 часов с периодическим добавлением по каплям 0,5–2%-ого раствора щелочного агента или добавлением щелочного агента в количестве от 0,5 до 2 мольных частей на каждую мольную часть соли меди, выделяют осадок, который охлаждают до 20-30°C, очищают последовательной обработкой этанолом и дистиллированной водой или водным раствором этанола с концентрацией 10–30% и высушивают на воздухе при 70-80°C до появления у порошка фиолетового цвета. Технический результат патентуемого решения заключается в увеличении сорбционной ёмкости по отношению к газам и парáм за счет увеличения площади поверхности и объёма пор готового продукта. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области химии и химической технологии, а именно к координационной и синтетической химии металл-органических координационных полимеров, обладающих сорбционной ёмкостью, в частности к способу получения микропористого тримезиата меди(II), который может быть использован для создания адсорберов на CO2, паров органических соединений (бензол) или разделения газовых смесей CO2/N2, CO2/CH4.
Из уровня техники известны следующие решения.
В химии металлорганических координационных полимеров известен микропористый тримезиат меди(II) (синонимы HKUST-1, MOF-199) состава [Cu3(btc)2(H2O)3]3∞ (H3btc - бензол-1,3,5-трикарбоновая кислота), синтезируемый из спиртово-водного раствора нитрата меди(II) и тримезиновой кислоты при 150-180°C в течение 6-20 ч. Выход HKUST-1 по такому методу синтеза составляет около 50%. Площадь удельной поверхности получаемых образцов составляет 1000±100 м2/г [S.S.-Y. Chui, S.M.-F. Lo, J.P.H. Charmant, A.G. Orpen, I.D. Williams, Science, 1999, 283, 1148-1150].
Описаны также способы синтеза аналогов HKUST-1 в других реакционных условиях: спиртово-водную смесь тримезиновой кислоты и нитрата меди(II) нагревают фиксированное количество времени в микроволновой печи с мощностью 1200 Вт при 105°С в течение 3-8 ч [1. Nazmul Abedin Khan, Enamul Haque and Sung Hwa Jhung, Physical Chemistry Chemical Physics, 2010, 12(11), 2625-2631]. Площадь удельной поверхности материалов, получаемых в таком синтезе составляет 1000-1168 м2/г.
В патенте [US8372998B2, опубликован 12.02.2013] описан способ синтеза микропористого тримезиата меди(II) с использованием безводного сульфата меди(II) и тримезиновой кислоты в этиленгликоле в атмосфере азота при 110°С в течение 8-12 ч с последующим промыванием метанолом, продувкой азотом и высушиванием в вакууме. По такому способу получается материал с высокой удельной площадью поверхности (2000-2100 м2/г), но выход составляет всего 5-10%.
Наиболее близким синтетическим методом является способ получения HKUST-1, предложенный в работе [Jin-Liang Zhuang, Doris Ceglarek, Sangeetha Pethuraj, and Andreas Terfort, Adv. Func. Mater., 2011, 21(8), 1442-1447]. Способ синтеза - готовят прекурсор растворением при комнатной температуре Cu(NO3)2⋅3H2O (5,24 ммоль) и тримезиновой кислоты (2,74 ммоль) в 5 г димелисульфоксида (ДМСО), который по 200 мкл вносят при перемешивании в метанол (10 мл). Через 10 минут продукт реакции выделяют центрифугированием. HKUST-1, получаемый таким способом, образуется в виде очень тонкого порошка, пригодного для нанесения покрытий. Данный способ синтеза позволяет получать микропористый тримезиат меди(II) при комнатной температуре в результате чрезвычайно быстрой реакции, однако имеет следующие недостатки. Добавление прекурсора в метанол возможно лишь однократно (и выход продукта существенно падает вследствие увеличения концентрации ДМСО в метаноле), что приводит к резкому увеличению объёма продуктов реакции и времени на их отделение с помощью центрифугирования. Выход продукта составляет всего ~200-300 мг (менее 30%).
Схематичное строение координационных полимеров Cu-BTC и его аналогов приведены на фиг. 1: а) строение биядерного металлокластера - «китайский фонарик»; б) металлокластеры располагаются в вершинах октаэдра и соединяются посредством анионов тримезиновой кислоты, формируя первый тип микрополостей; в) октаэдрические фрагменты структуры соединяются друг с другом через вершины, образуя второй тип полостей; г) полости соединяются друг с другом через гексагональные окна, формируя 3D систему каналов размером ~10 Å.
Задачей изобретения является разработка упрощённого, быстрого и способного к масштабированию способа получения микропористого тримезиата меди(II) с высокой удельной поверхностью (более 1500 м2/г) и объёмом пор (более 0,6 мл/г) и высоким выходом продукта (более 90%) с использованием минимального количества реагентов и экологически безопасных растворителей. Высокие площадь поверхности и объём пор позволят обеспечить бóльшую сорбционную ёмкость по отношению к газам и парáм по сравнению с аналогами материала.
Заявленный технический результат обеспечивается за счет осуществления способа получения микропористого тримезиата меди(II), включающего этапы, на которых в водно-спиртовой смеси при соотношении или в воде растворяют тримезиновую кислоту и добавляют раствора соли меди (II) с получением смеси, в которой следующее соотношение компонентов, масс.%: 50-80% спирта, 5-10% тримезиновой кислоты, 10-20% соли меди, вода - остальное, отличающийся тем, что смесь нагревают при 20-100°C в течение 0,5-5 часов с периодическим добавлением по каплям 0,5-2%-ого раствора щелочного агента в количестве от 0,5 до 2 мольных частей на каждую мольную часть соли меди, выделяют осадок, который охлаждают до 20-30°C, очищают последовательной обработкой этанолом и дистиллированной водой и высушивают на воздухе при 70-80°C до появления у порошка фиолетового цвета.
В частном случае осуществления изобретения осадок из реакционной смеси выделяют посредством фильтрования на воронке Бюхнера.
В частном случае осуществления изобретения в качестве щелочного агента используют гидроксиды или карбонаты щелочных металлов.
Отличительными признаками изобретения являются условия проведения процесса, выход целевого продукта реакции и его текстурные характеристики (площадь удельной поверхности и объём пор).
Тримезиновую кислоту при комнатной температуре или нагреве растворяют в этаноле и приливают водный раствор нитрата меди(II). Небольшими порциями вводят фиксированное количество щелочного агента, обусловленное тем, что как при его избытке, так и при недостатке по отношению к основным реагентам образуются фазы другого состава.
Сравнение (фиг.2) данных порошковой рентгеновской дифракции для HKUST-1, полученного по способу, известному из уровня техники (S.S.-Y. Chui, S.M.-F. Lo, J.P.H. Charmant, A.G. Orpen, I.D. Williams, Science, 1999, 283, 1148-1150) и по патентуемому методу в наиболее характеристичной области малых углов доказывает изоструктурность получаемого микропористого тримезиата меди(II) и HKUST-1.
Подбор параметров синтеза позволяет получить микропористый тримезиат меди(II) с высокой удельной площадью поверхности (1500-2000 м2/г) и объёмом пор (0,6-0,7 мл/г) и, как следствие, большей сорбционной ёмкостью по отношению к другим газам (CO2, CH4) и парам органических соединений (бензол). Таким образом, получаемый данным способом микропористый тримезиат меди(II) способен адсорбировать большее количество углекислого газа, метана и паров бензола по сравнению с аналогами, что важно для применения данного координационного полимера в качестве адсорбента или уловителя углекислого газа.
Далее приведены примеры осуществления способа.
Пример 1 (NaOH в качестве щелочного агента)
Растворить в 50 мл этанола тримезиновую кислоту (5,26 г, 25 ммоль) при интенсивном перемешивании при 60°C. Приготовить раствор Cu(NO3)2⋅3H2O (10 г, 41,4 ммоль) в 10 мл воды. Прилить раствор нитрата меди к раствору тримезиновой кислоты и поднять температуру смеси до 80°C. Порциями по 0,32 г вносить в реакционную смесь NaOH (2,56 г, 64 ммоль) и оставить реакционную смесь (общий объём 80 мл) при 80°C и интенсивном перемешивании на 1 ч. Полученный продукт отфильтровать на воронке Бюхнера, на фильтре промыть вначале спиртом (10 мл), затем водно-спиртовой смесью 1:1 (10 мл), затем 10%-ным раствором спирта в воде (10 мл) и, наконец, водой (50 мл). Выход составляет 7,5 г (~90%).
Площадь удельной поверхности по модели БЭТ - 1652 м2/г.
Пример 2 (NaOH в качестве щелочного агента)
Растворить в 2,5 л этанола тримезиновую кислоту (263 г, 1,25 моль) при интенсивном перемешивании при 60°C. Приготовить раствор Cu(NO3)2⋅3H2O (500 г, 2,1 моль) в 500 мл воды. Прилить раствор нитрата меди к раствору тримезиновой кислоты. Медленно (отдельными каплями) приливать раствор NaOH (120 г, 3,0 моль) в воде (1 л) и оставить реакционную смесь при 60°C и интенсивном перемешивании на 2 ч. Полученный продукт отфильтровать на воронке Бюхнера, на фильтре промыть вначале спиртом (0,5 л), затем водно-спиртовой смесью 1:1 (0,5 л), и, наконец, водой (1 л). Полученный продукт высушить на воздухе при 80°C. Выход составляет 370 г (~90%).
Площадь удельной поверхности по модели БЭТ - 1815 м2/г.
Величина адсорбции при 273 К и 800 мм рт. ст. превышает для углекислого газа 9 ммоль/г, метана - 1,5 ммоль/г, азота - 0,5 ммоль/г. Насыщения адсорбции в экспериментальном диапазоне давлений (до 800 мм рт. ст.) не наблюдается.
Изотермы (рис. 3) адсорбции-десорбции углекислого газа, метана и азота полученным микропористым координацинным полимером HKUST-1 (пример 2) при 273 К.
Пример 3 (Na2CO3 в качестве щелочного агента)
Растворить в 50 мл воды при интенсивном перемешивании Cu(NO3)2⋅3H2O (10 г, 41,4 ммоль). Отдельно приготовить раствор тримезиновой кислоты (5,3 г, 25,2 ммоль) в 50 мл этанола. Смешать растворы при интенсивном перемешивании при температуре 40-50°C. Порциями по 0,3-0,5 г в течение 20-25 минут добавлять карбонат натрия Na2CO3 (3,5 г, 33 ммоль).После внесения последней порции смесь перемешивать ещё 20-30 минут, после чего отделить продукт с помощью фильтрования на воронке Бюхнера. Осадок промыть на фильтре 30 мл этилового спирта, а затем высушить на воздухе при 70°С. Выход составляет 8,5 г (94%).
Площадь удельной поверхности по модели БЭТ - 1206 м2/г.
Пример 4 (основный нитрат меди(II) в качестве исходного реагента)
Растворить в 250 мл этанола тримезиновую кислоту (26,3 г, 125 ммоль) при интенсивном перемешивании при 60°С. В раствор внести навеску основного нитрата меди(II) Cu(NO3)2⋅3CuO⋅3H2O (23 г, 48 ммоль) и добавить 150 мл воды. Образовавшуюся суспензию перемешивать при 60 °С в течение 30 минут. Полученный продукт отфильтровать на воронке Бюхнера, на фильтре дважды промыть по 100 мл 10-30% водного раствора этанола и сушить на воздухе при 80°С до появления характерного фиолетового цвета. Выход составляет 27 г (98%).
Площадь удельной поверхности по модели БЭТ - 1597 м2/г.
Величина сорбции бензола, согласно полученной изотерме, при 293 К составляет при насыщении 300 мг/г или 86 см3 паров бензола на 1 г активированного сорбента.
Изотермы адсорбции-десорбции паров бензола полученным микропористым координационным полимером HKUST-1 (пример 4) при 293 К приведены на фиг.4.
Сравнительный пример 5 (сольвотермальный синтез HKUST-1)
В стальном автоклаве объёмом 25 мл с тефлоновым вкладышем смешать Cu(NO3)2⋅3H2O (895 мг; 3,70 ммоль), тримезиновую кислоту (526 мг; 2,5 ), 7,5 мл этанола и 7,5 мл дистиллированной воды. Смесь нагреть в программируемой печи за 1 ч до 110°С, выдержать при этой температуре 20 ч и в течение 3 ч охладить до комнатной температуры. Полученный твёрдый осадок отфильтровать, промыть этанолом и высушить на воздухе. Дальнейшую очистку осуществлять добавлением к осадку 20 мл этанола и перемешиванием образовавшейся суспензии при температуре 70°С в течение 1,5 ч. После чего осадок отфильтровывают и сушат на воздухе при температуре 70°С. Выход HKUST-1 составляет около 0,6 г (75%).
Сравнительный пример 6 (синтез HKUST-1 при комнатной температуре смешиванием раствора прекурсора в ДМСО с метанолом)
Растворить в 5 мл ДМСО при комнатной температуре Cu(NO3)2⋅3H2O (1,266 г, 5,24 ммоль) и тримезиновую кислоту (0,575 г, 2,74 ммоль). Порциями по 200 мкл вносить раствор в 10 мл этанола. Полученный продукт реакции отделить через 10 мин с помощью центрифугирования, промыть этанолом и высушить на воздухе при 80°С. Выход: 250 мг (21%).
* * * * *
Таким образом использование предлагаемого способа получения микропористого тримезиата меди (II) обеспечивает по сравнению с прототипом и существующими способами следующие преимущества: скорость синтеза и высокий выход продукта, способность к масштабированию синтеза до промышленных масштабах, бóльшую адсорбционную способность к CO2, метану и парам бензола, а также обеспечивает возможность разделения газовых смесей CO2/N2, CO2/CH4.
Claims (4)
1. Способ получения микропористого тримезиата меди(II), включающий этапы, на которых в этиловом спирте растворяют тримезиновую кислоту и добавляют водный раствор соли меди(II) с получением смеси, в которой следующее соотношение компонентов, масс.%: 50–80% спирта, 5–10% тримезиновой кислоты, 10–20% соли меди, вода — остальное, отличающийся тем, что смесь нагревают при 20–100°C в течение 0,5–5 часов с периодическим добавлением по каплям 0,5–2%-ого раствора щелочного агента или добавлением щелочного агента в количестве от 0,5 до 2 мольных частей на каждую мольную часть соли меди, выделяют осадок, который охлаждают до 20-30°C, очищают последовательной обработкой этанолом и дистиллированной водой или водным раствором этанола с концентрацией 10–30% и высушивают на воздухе при 70-80°C до появления у порошка фиолетового цвета.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что осадок из реакционной смеси выделяют посредством фильтрования на воронке Бюхнера.
3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве щелочного агента используют гидроксиды или карбонаты щелочных металлов.
4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что вместо добавления щелочного агента изначально используют оснóвный нитрат меди(II).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019130085A RU2718678C1 (ru) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | Способ получения микропористого тримезиата меди(ii) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019130085A RU2718678C1 (ru) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | Способ получения микропористого тримезиата меди(ii) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2718678C1 true RU2718678C1 (ru) | 2020-04-13 |
Family
ID=70277692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019130085A RU2718678C1 (ru) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | Способ получения микропористого тримезиата меди(ii) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2718678C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2807778C1 (ru) * | 2023-04-17 | 2023-11-21 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) | Способ получения бактерицидных материалов для средств защиты органов дыхания |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US372998A (en) * | 1887-11-08 | Knife for cutting barrel-staves |
-
2019
- 2019-09-25 RU RU2019130085A patent/RU2718678C1/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US372998A (en) * | 1887-11-08 | Knife for cutting barrel-staves |
Non-Patent Citations (5)
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2807778C1 (ru) * | 2023-04-17 | 2023-11-21 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) | Способ получения бактерицидных материалов для средств защиты органов дыхания |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schejn et al. | Controlling ZIF-8 nano-and microcrystal formation and reactivity through zinc salt variations | |
| Tannert et al. | Robust synthesis routes and porosity of the Al-based metal–organic frameworks Al-fumarate, CAU-10-H and MIL-160 | |
| Deleu et al. | Waste PET (bottles) as a resource or substrate for MOF synthesis | |
| Nordin et al. | Aqueous room temperature synthesis of zeolitic imidazole framework 8 (ZIF-8) with various concentrations of triethylamine | |
| US20160185806A1 (en) | PROCESS FOR OBTAINING METAL-ORGANIC MATERIALS WITH STRUCTURE TYPE MIL-101 (Cr) AND MIL-101-Cr-Mx+ | |
| Peng et al. | Application of metal organic frameworks M (bdc)(ted) 0.5 (M= Co, Zn, Ni, Cu) in the oxidation of benzyl alcohol | |
| KR102267930B1 (ko) | 2종 이상의 리간드를 포함하는, 3차원 다공성 구조를 갖는 신규한 알루미늄-기반 금속-유기 골격체, 이의 제조방법 및 용도 | |
| Karimi et al. | Modulated formation of metal-organic frameworks by oriented growth over mesoporous silica | |
| EP3134202A1 (fr) | Procede de preparation d'un materiau adsorbant en l'absence de liant comprenant une etape de traitement hydrothermal et procede d'extraction de lithium a partir de solutions salines utilisant ledit materiau | |
| JP5568726B2 (ja) | 酸化チタン／層状複水酸化物複合体及びその製造方法 | |
| RU2719596C1 (ru) | Быстрый и масштабируемый способ получения микропористого 2-метилимидазолата цинка | |
| WO2018037321A1 (en) | Synthesis of a mesoporous three dimensional carbon nitride derived from cyanamide and its use in the knoevenagel reaction | |
| Grigolo et al. | Catalytic properties of a cobalt metal–organic framework with a zwitterionic ligand synthesized in situ | |
| Madhav et al. | Synthesis of nanoparticles of zeolitic imidazolate framework ZIF-94 using inorganic deprotonators | |
| RU2718678C1 (ru) | Способ получения микропористого тримезиата меди(ii) | |
| KR20150104479A (ko) | 이산화탄소 포집용 흡착제 및 그 제조방법 | |
| Xu et al. | Reaction duration-dependent formation of two Cu (ii)-MOFs with selective adsorption properties of C 3 H 4 over C 3 H 6 | |
| EP3628040A1 (en) | 3d cage type high nitrogen containing mesoporous carbon nitride from diaminoguanidine precursors for co2 capture and conversion | |
| RU2578599C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО КООРДИНАЦИОННОГО ПОЛИМЕРА NH2-MIL-101(Al) И ПОРИСТЫЙ КООРДИНАЦИОННЫЙ ПОЛИМЕР NH2-MIL-101(Al), ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ | |
| RU2578600C1 (ru) | Способ получения пористых координационных полимеров mil-53 | |
| JP6578704B2 (ja) | 多孔性配位高分子 | |
| CN108097200B (zh) | 一种制备改性氧化铝的方法 | |
| JP5190953B2 (ja) | 多孔性アルミノリン酸トリエチルアミン結晶及びその製造方法 | |
| CN108101081B (zh) | 一种改性氧化铝的制备方法 | |
| RU2718677C1 (ru) | Быстрый и масштабируемый способ получения мезопористого терефталата хрома(iii) |