附量為1.70mmol/g)相比，本實(shí)施例吸附材料的0)2吸附容量提高了 9%。
[0027]實(shí)施例2
1)稱取l.lg Cu(N03)2*3H20和0.4g H3BTC于燒杯中，依次加入10 mL乙醇和10 mLDMF,各超聲20min至完全溶解，該溶液為A溶液。
[0028]2)同時(shí)稱取0.2gL-精氨酸溶于10 mL去離子水中，振蕩至完全溶解，該溶液為B溶液。
[0029]3)及時(shí)將A溶液與B溶液混合，并超聲20min至混合均勻，該溶液為C溶液。
[0030]4)將C溶液倒入聚四氟乙烯為內(nèi)襯的100 mL高壓釜中，在363 K溫度下反應(yīng)20h，取出自然冷卻至室溫。
[0031]5)過濾得到藍(lán)色固體，依次用DMF和CH2C12各浸洗三遍(每次浸洗時(shí)間一天)，抽濾后120°C真空干燥12h，最后得到藍(lán)色粉末。
[0032]得到藍(lán)色粉末的BET比表面積為1130m2/g，孔容為0.46cm3/g，微孔率為91% ；20°C、lbar條件下0)2吸附量為2.0mmol/g，如圖2所示。與實(shí)施例1中提及的母體Cu-BTC(BET比表面積為1020m2/g，孔容為0.47cm3/g，微孔率為78% ;20°C、lbar條件下C02吸附量為1.7mmol/g)相比，本實(shí)施例吸附材料的0)2吸附容量提高了 18%。
[0033]如圖1所示，本實(shí)施例制備得到的吸附材料呈現(xiàn)典型的I型隊(duì)吸-脫附等溫線，證明了吸附材料的微孔結(jié)構(gòu)，孔內(nèi)比表面比外表面積大很多，在低壓區(qū)，吸附曲線迅速上升，發(fā)生微孔內(nèi)吸附，在平坦區(qū)發(fā)生外表面吸附。
[0034]實(shí)施例3
1)稱取l.lg Cu(N03)2*3H20和0.3g H3BTC于燒杯中，依次加入10 mL乙醇和10 mLDMF,各超聲15min至完全溶解，該溶液為A溶液。
[0035]2)同時(shí)稱取0.3gL-精氨酸溶于10 mL去離子水中，振蕩至完全溶解，該溶液為B溶液。
[0036]3)及時(shí)將A溶液與B溶液混合，并超聲15min至混合均勻，該溶液為C溶液。
[0037]4)將C溶液倒入聚四氟乙烯為內(nèi)襯的100 mL高壓釜中，在363 K溫度下反應(yīng)20h，取出自然冷卻至室溫。
[0038]5)過濾得到藍(lán)色固體，依次用DMF和CH2C12各浸洗三遍(每次浸洗時(shí)間一天)，抽濾后120°C真空干燥12h，最后得到藍(lán)色粉末。
[0039]得到藍(lán)色粉末的BET比表面積為1066m2/g，孔容為0.44cm3/g，微孔率為90% ；20°C、lbar條件下0)2吸附量為2.7mmol/g，如圖4所示。與實(shí)施例1中提及的母體Cu-BTC(BET比表面積為1020m2/g，孔容為0.47cm3/g，微孔率為78% ;20°C、lbar條件下C02吸附量為1.7mmol/g)相比，本實(shí)施例吸附材料的0)2吸附容量提高了 59%。
[0040]如圖3所示，本實(shí)施例制備得到的吸附材料呈現(xiàn)典型的I型隊(duì)吸-脫附等溫線，I型等溫線的特點(diǎn)是，在低相對(duì)壓力區(qū)域，氣體吸附量有一個(gè)快速增長(zhǎng)，這是由于發(fā)生了微孔填充過程，隨后的水平或近水平平臺(tái)表明微孔已經(jīng)充滿。
[0041]由圖2和圖4可見，實(shí)施例3與實(shí)施例2相比，比表面和孔體積在落后的情況下，0)2吸附量仍高出了 0.7mmol/g，而這部分C0 2捕獲量可完全歸功于本實(shí)施例中摻雜量更高的L-精氨酸攜帶的胍基。
[0042]實(shí)施例4
1)稱取l.lg Cu(N03)2*3H20和0.lg H3BTC于燒杯中，依次加入10 mL乙醇和10 mLDMF,各超聲15min至完全溶解，該溶液為A溶液。
[0043]2)同時(shí)稱取0.5gL-精氨酸溶于10 mL去離子水中，振蕩至完全溶解，該溶液為B溶液。
[0044]3)及時(shí)將A溶液與B溶液混合，并超聲15min至混合均勻，該溶液為C溶液。
[0045]4)將C溶液倒入聚四氟乙烯為內(nèi)襯的100 mL高壓釜中，在363 K溫度下反應(yīng)20h，取出自然冷卻至室溫。
[0046]5)過濾得到淡藍(lán)色固體，依次用DMF和CH2C12各浸洗三遍(每次浸洗時(shí)間一天)，抽濾后120°C真空干燥12h，最后得到淡藍(lán)色粉末。
[0047]得到藍(lán)色粉末的BET比表面積為232m2/g，孔容為0.14cm3/g，微孔率為55% ;20°C、lbar條件下0)2吸附量為1.0mmol/g。與實(shí)施例1中提及的母體Cu-BTC (BET比表面積為1020m2/g，孔容為0.47cm3/g，微孔率為78% ;20°C、lbar條件下0)2吸附量為1.7mmol/g)相比，本實(shí)施例吸附材料的0)2吸附容量降低了 41%，但單位比表面的0)2吸附量從
1.67*10 3mmol/m2提高至 4.31*10 3mmol/m2。
[0048]從上述實(shí)施例可以看出，合適的原料比或摻雜比有利于吸附材料比表面、孔體積和微孔率的提高，更重要的是在孔結(jié)構(gòu)有限的改善潛力下，由于胍基基團(tuán)的存在，co2吸附容量顯著提高，為0)2選擇性捕獲與分離提供了應(yīng)用前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種摻雜L-精氨酸的銅基金屬有機(jī)骨架材料，其特征在于:所述銅基金屬有機(jī)骨架材料以Cu-BTC為骨架，摻雜有L-精氨酸；所述銅基金屬有機(jī)骨架材料的BET比表面積為232~1130m2/g，孔體積為 0.14-0.48cm3/g，微孔率為 55%~91%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅基金屬有機(jī)骨架材料，其特征在于:所述銅基金屬有機(jī)骨架材料以三水合硝酸銅、均苯三甲酸為原料，摻雜L-精氨酸制備得到；所述三水合硝酸銅和均苯三甲酸的質(zhì)量比為;所述卜精氨酸與均苯三甲酸的質(zhì)量比為1:5~5:1。3.權(quán)利要求1或2所述銅基金屬有機(jī)骨架材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)取三水合硝酸銅和均苯三甲酸，依次加入乙醇和N，N-二甲基甲酰胺，超聲至完全溶解； (2)取L-精氨酸溶于去離子水中，振蕩至完全溶解后及時(shí)加入步驟(1)中制備的溶液中，混合均勻； (3)將步驟(2)中制備的混合溶液移入聚四氟乙烯為內(nèi)襯的高壓釜中，在363K溫度下反應(yīng)20 ~24h，取出自然冷卻至室溫； (4)取步驟(3)的反應(yīng)液，過濾得到藍(lán)色固體，依次用DMF和二氯甲烷浸泡清洗，抽濾后進(jìn)行真空干燥，最后得到藍(lán)色粉末。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中三水合硝酸銅和均苯三甲酸的質(zhì)量比為11:5~11:1，乙醇和N，N- 二甲基甲酰胺的體積比為1:1，三水合硝酸銅在乙醇和N，N-二甲基甲酰胺混合溶劑中的濃度為0.23mol/L;所述步驟(2)中L-精氨酸和均苯三甲酸的質(zhì)量比為1:5~5:1，去離子水和乙醇的體積比為1:1。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中三水合硝酸銅和均苯三甲酸的質(zhì)量比為11:3 ;所述步驟(2)中L-精氨酸和均苯三甲酸的質(zhì)量比為1:1。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中依次加入乙醇和N, N- 二甲基甲酰胺，各超聲一次，每次10~20min，超聲功率為90w，超聲溫度為室溫；所述步驟(2)中混合均勻采用超聲，超聲時(shí)間為15~30min，超聲功率為90w，超聲溫度為室溫。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中采用DMF和二氯甲烷浸泡清洗各三次，每次浸泡清洗一天；所述真空干燥溫度為120°C，時(shí)間為12h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種摻雜L-精氨酸的銅基金屬有機(jī)骨架材料及其制備方法，該銅基金屬有機(jī)骨架材料以Cu-BTC為骨架，摻雜有L-精氨酸；本發(fā)明銅基金屬有機(jī)骨架材料的BET比表面積為232~1130m2/g，孔體積為0.14~0.48cm3/g，微孔率為55%~91%。本發(fā)明金屬有機(jī)骨架材料生產(chǎn)成本低，且具有較高CO2吸附性能。
【IPC分類】B01J20/22, B01D53/02, B01J20/30
【公開號(hào)】CN105233802
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510675327
【發(fā)明人】趙云霞, 謝春蘭, 陸建剛, 呂宸, 邱慧, 陶濤
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日