一种IL@MIL-101材料的制备方法及在CO2分离中的应用

技术领域

本发明涉及复合材料制备及应用技术领域，尤其涉及一种IL@MIL-101复合材料的制备方法及在CO

背景技术

随着全球工业化的不断发展，化石燃料大规模燃烧导致大气中CO

在众多吸附剂中，离子液体(IL)以其极低的饱和蒸汽压、极好的热稳定性以及结构可调等优点，成为CO

目前已报道的应用于CO

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的缺点与不足，提供一种高CO

本发明目的第一方面，提供了一种IL@MIL-101材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将三丁基乙基溴化膦溶液经过碱性离子交换树脂进行交换，得到[P

S2、将所得[P

S3、将MIL-101分散在溶剂里，加入[P

本专利将[P

优选地，步骤S1具体为：将三丁基乙基溴化膦溶液经过碱性离子交换树脂柱，流出液的速度为每滴2-3秒，收集流出液，待流出液变为弱碱性时，停止收集，所得溶液即为[P

优选地，步骤S1中所述三丁基乙基溴化膦溶液的浓度为0.5-2.5g/mL，所述碱性离子交换树脂为550A(OH)阴离子交换树脂。

优选地，步骤S2中所述离子液体的制备方法为：将所得[P

优选地，所述氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸或苯丙氨酸。

优选地，步骤S2中：所述搅拌温度为10～40℃、搅拌时间为10～36h，所述旋蒸温度为60-85℃，所述干燥温度为60～110℃。

优选地，步骤S3中所述溶剂包括水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、环己烷、甲醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或多种。

优选地，步骤S3中所述[P

优选地，步骤S3中所述离子液体通过超声溶解在溶剂中，所述超声的时间为5～30min。

优选地，步骤S3中：所述搅拌温度为10～40℃、搅拌时间为10-36h，所述干燥的温度为60～110℃。

本发明目的第二方面，提供了一种IL@MIL-101材料，根据上述制备方法得到。

本发明目的第三方面，提供了一种IL@MIL-101复合材料在二氧化碳吸附分离中的应用。

和现有技术相比，本发明可至少取得如下有益效果其中之一：

1、本发明采用搅拌离心的方法，将功能化的离子液体置于MOFs孔道里面进行限域，使IL@MOF符合材料具有特定的选择性，将IL@MIL-101用于二氧化碳的吸附分离，采用该方法制备的离子液体-金属有机框架复合材料，相较于浸渍法制备的复合材料，具有更分散的颗粒、粒径尺寸和载量可调的优点，具有很好的实际应用价值。

2、本发明制备得到的IL@MIL-101材料，在CO

3、本发明的离子液体选择面较广，适用于CO

附图说明

图1为实施例1和对比例1所得材料的XRD图；

图2为实施例1和对比例1所得材料的SEM图：(a)MIL-101，(b)1#[P

图3为实施例1和对比例1所得材料在CO

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明优选实施例中MIL-101采用文献的方法制备：

将Cr(NO

本发明优选实施例使用的碱性离子交换树脂为550A(OH)阴离子交换树脂。

实施例1

一种IL@MOF复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取[P

(2)将MIL-101(200mg)分散在甲醇里，加入[P

实施例2

一种IL@MOF复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取[P

(2)将MIL-101(200mg)分散在甲醇里，加入[P

实施例3

一种IL@MOF复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取[P

(2)将MIL-101(200mg)分散在甲醇里，加入[P

实施例4

一种IL@MOF复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取[P

(2)将MIL-101(200mg)分散在甲醇里，加入[P

实施例5

一种IL@MOF复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取[P

(2)将MIL-101(200mg)分散在甲醇里，加入[P

实施例6

一种IL@MOF复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取[P

(2)将MIL-101(200mg)分散在甲醇里，加入[P

实施例7

一种IL@MOF复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取[P

(2)将MIL-101(200mg)分散在甲醇里，加入[P

对比例1

本对比例为没有负载离子液体的纯MIL-101材料。

对比例2

本对比例采用浸渍法制备[P

(1)称取[P

(2)将MIL-101(200mg)分散在甲醇里，加入[P

对比例3

DETA-Cl@MIL-101(Cr)：

采用合成后改性(PSM)方法将二乙烯三胺基离子液体掺入MIL-101(Cr)中。首先，过量的DETA-Cl(0.5g)溶解在30毫升乙醇中。将1.0g活化MIL-101(Cr)粉末经超声处理均匀分散到溶液中。悬浮液在30℃下搅拌24h，然后离心分离固体。用乙醇洗脱离子液体，真空干燥后得到产物(DETA-Cl@MIL-101(Cr))。[Chen,Chong；Feng,Nengjie；Guo,Qirui；Li,Zhong；Li,Xue；Ding,Jing；Wang,Lei；Wan,Hui；Guan,Guofeng.Surface engineering of achromium metal-organic framework with bifunctional ionic liquids forselective CO

对比例4

本对比例为纯[P

以下是结构表征和性能测试：

一、进行XRD粉末衍射测试、和SEM测试。

1、XRD粉末衍射测试结果表明，实施例1和对比例1得到的X射线粉末衍射结果如图1所示，由图1结果可以看出，实施例1和对比例1的衍射峰结果保持一致，说明负载离子液体之后并没有改变MIL-101的骨架结构。

2、SEM测试结果如图2所示，由结果可以看出，实施例1(图2中(b))的样品形貌仍然保持着MIL-101(图2中(a))的六方双锥结构，可以看出离子液体的掺入并没有对MIL-101的结构产生影响。

二、将实施例1-7和对比例1-3所得材料再相同条件下进行二氧化碳吸附性能测试，实验结果列于图3和表1。

表1

由表1中数据可知，本发明制备得到的[P

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。