一種具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2?甲基咪唑鋅配合物的制備方法，步驟如下：1)以排列的可溶聚苯乙烯微球?yàn)槟０?，與甲醇、2?甲基咪唑混合攪拌，得到溶液a；2)將硝酸鋅水合物溶于甲醇得到溶液b，5分鐘后將溶液b逐滴加入溶液a中，室溫下攪拌24h，離心用乙醇洗滌得到白色固體，然后用N，N?二甲基甲酰胺或甲苯在80℃下除去排列的可溶聚苯乙烯微球模板，得到具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2?甲基咪唑鋅配合物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣泛，成本低，易于工業(yè)化放大生產(chǎn)；該方法制備的材料具有較高比表面積、同時(shí)具有大孔，介孔，微孔，有利于增強(qiáng)疏水性和有機(jī)溶劑的擴(kuò)散，對(duì)有機(jī)溶劑吸附量大，具有一定疏水性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及疏水性有機(jī)溶劑吸附材料，具體涉及一種具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬-有機(jī)框架材料(MOFs)由于其組成及孔的可調(diào)節(jié)性，廣泛應(yīng)用于催化，熒光，氣體吸附等領(lǐng)域，然而多數(shù)MOFs具有的孔小于2nm，限制了較大的分子進(jìn)入其孔道內(nèi)部，進(jìn)而限制了其相關(guān)應(yīng)用。
[0003]合成介觀尺度下具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的MOFs使其同時(shí)具有大孔，介孔，微孔可以提高M(jìn)OFs的貫通性，使其暴露更多的表面活性位點(diǎn)，進(jìn)而提高其催化，吸附等性能。然而，多數(shù)分級(jí)結(jié)構(gòu)的MOFs只具有無(wú)序的大孔，介孔，并且這類(lèi)材料應(yīng)用范圍較窄，多集中于催化，吸附染料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的的目的是針對(duì)上述存在問(wèn)題，提供一種具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的制備方法及其應(yīng)用，該方法制備的具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物對(duì)有機(jī)溶劑吸附量大，具有一定疏水性;制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣泛，成本低，易于工業(yè)化放大生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]—種具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的制備方法，包括以下步驟:
[0007]I)以排列的可溶聚苯乙烯微球?yàn)槟０?，與甲醇、2-甲基咪唑混合攪拌，得到溶液a，排列的可溶聚苯乙烯微球?yàn)槟０?、甲醇?-甲基咪唑的用量比為0.2g:58mL:1.311g;
[0008]2)將硝酸鋅水合物溶于甲醇，硝酸鋅水合物與甲醇的用量比為0.298g: 2mL，得到溶液b，5分鐘后將溶液b逐滴加入溶液a中，室溫下攪拌24h，離心用乙醇洗滌得到白色固體，然后用N，N-二甲基甲酰胺或甲苯在80°C下除去排列的可溶聚苯乙烯微球模板，得到具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物。
[0009]所述排列的可溶聚苯乙烯微球模板的合成方法，包括如下步驟:
[0010]I)將苯乙烯、甲基丙烯酸與H2O在80°C下混合均勾，得到溶液C，苯乙烯、甲基丙烯酸與H2O的用量比為54mL: 6mL: 450mL ；
[0011]2}將過(guò)硫酸鉀溶于H2O中制得溶液d，過(guò)硫酸鉀與30mLH20的用量比為0.6g: 30mL ；
[0012]3)將溶液d加入溶液c中，持續(xù)攪拌24h，離心后將得到白色固體分別用水和乙醇各洗滌三次，然后用體積比為I: I的H2O與乙醇的混合液分散固體，形成懸濁液，在4000r/min下離心除去上清液后，將固體干燥，得到排列的可溶聚苯乙烯微球模板。
[0013]—種所制備的具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的應(yīng)用，用于吸附甲醇、乙醇、正己烷、正戊烷、甲苯、苯、二氯甲烷、石油醚、甲基硅油、N，N-二甲基甲酰胺或植物油。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣泛，成本低，易于工業(yè)化放大生產(chǎn)；該方法制備的材料具有較高比表面積、同時(shí)具有大孔，介孔，微孔，有利于增強(qiáng)疏水性和有機(jī)溶劑的擴(kuò)散，對(duì)有機(jī)溶劑吸附量大，具有一定疏水性。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的X射線粉末衍射圖。
[0016]圖2是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的77K氮?dú)獾葴匚摳綌?shù)據(jù)，插圖為孔徑分布圖。
[0017]圖3是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物對(duì)不同有機(jī)溶劑的吸附數(shù)據(jù)圖。
[0018]圖4是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物對(duì)乙醇吸附循環(huán)數(shù)據(jù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了更具體細(xì)致地介紹本專(zhuān)利，現(xiàn)舉出一個(gè)具體的實(shí)施例以供解釋?zhuān)湫蛯?shí)施例旨在給出具體實(shí)施時(shí)的參考，而不適用于限定本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例:
[0021 ] 一種具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的制備方法，步驟如下:
[0022]I)排列的可溶聚苯乙烯微球模板的制備
[0023 ] 將54mL苯乙烯、6mL甲基丙烯酸與45OmL H2O在8O °C下混合均勻，得到溶液c ;將
0.6g過(guò)硫酸鉀溶于30mL H2O中制得溶液d;將溶液d加入溶液c中，持續(xù)攪拌24h，離心后將得到白色固體分別用水和乙醇各洗滌三次，然后用體積比為1:1的H2O與乙醇的混合液分散固體，形成懸濁液，在4000r/min下離心除去上清液后，將固體干燥，得到排列的可溶聚苯乙烯微球模板。
[0024]2)以0.2g排列的可溶聚苯乙烯微球?yàn)槟０?，與SmL甲醇、1.31 Ig 2-甲基咪唑混合攪拌，得到溶液a;
[0025]3)將0.298g硝酸鋅水合物溶于2mL甲醇得到溶液b，5分鐘后將溶液b逐滴加入溶液a中，室溫下攪拌24h，離心用乙醇洗滌得到白色固體，然后用N，N-二甲基甲酰胺在80°C下除去排列的可溶聚苯乙烯微球模板，得到具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物。
[0026]圖1是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的X射線粉末衍射圖，顯示其具有較好的結(jié)晶性。
[0027]圖2是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的77K氮?dú)獾葴匚摳綌?shù)據(jù)，插圖為孔徑分布圖。圖中可以看出材料上主要含有大約Inm的微孔，大約50nm的介孔，吸脫附數(shù)據(jù)可以看出在材料的比表面積為1058平方米每克，并具有大孔。
[0028]所制備的具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物用于吸附乙醇，方法如下:
[0029]取小瓶一個(gè)并稱(chēng)取空瓶的質(zhì)量(Μ空)，稱(chēng)取0.1g制得的具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物(Μ梯a)加入小瓶中，然后加入ImL乙醇并充分混合，5min后吸出多余的乙醇并稱(chēng)取小瓶與內(nèi)部樣品的總質(zhì)量(1?)，然后利用公式(? 一 M空一計(jì)算該樣品對(duì)乙醇的吸附量。
[0030]按照上述相同的方法將所制備的具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物分別用于吸附甲醇，乙醇，正己烷，正戊烷，甲苯，苯，二氯甲烷，石油醚，甲基硅油，植物油。
[0031]圖3是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物對(duì)不同有機(jī)溶劑的吸附數(shù)據(jù)圖。結(jié)果顯示該材料對(duì)甲醇，乙醇，正己烷，正戊烷，甲苯，苯，二氯甲烷，石油醚，甲基硅油，植物油有機(jī)溶劑平均具有200%以上的吸附量。
[0032]圖4是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物對(duì)乙醇吸附循環(huán)數(shù)據(jù)圖。結(jié)果顯示該材料循環(huán)10次后吸附量沒(méi)有明顯的降低。
[0033]以上為試舉一較佳實(shí)施例，不構(gòu)成對(duì)專(zhuān)利內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的限制，任何實(shí)質(zhì)等同的替代和工序的優(yōu)化、條件的變更修改與合并，均在專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。在描述和說(shuō)明時(shí)使用了少量必要術(shù)語(yǔ)，其也不構(gòu)成對(duì)發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)以排列的可溶聚苯乙烯微球?yàn)槟０?，與甲醇、2-甲基咪唑混合攪拌，得到溶液a，排列的可溶聚苯乙烯微球?yàn)槟０?、甲醇?-甲基咪唑的用量比為0.2g: 58mL: 1.311g; 2)將硝酸鋅水合物溶于甲醇，硝酸鋅水合物與甲醇的用量比為0.298g:2mL，得到溶液b，5分鐘后將溶液b逐滴加入溶液a中，室溫下攪拌24h，離心用乙醇洗滌得到白色固體，然后用N，N-二甲基甲酰胺或甲苯在80°C下除去排列的可溶聚苯乙烯微球模板，得到具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的制備方法，其特征在于:所述排列的可溶聚苯乙烯微球模板的合成方法，包括如下步驟: I)將苯乙烯、甲基丙烯酸與H2O在80°C下混合均勻，得到溶液c，苯乙烯、甲基丙烯酸與H2O 的用量比為 54mL: 6mL: 450mL ； 2}將過(guò)硫酸鉀溶于H2O中制得溶液d，過(guò)硫酸鉀與30mLH20的用量比為0.6g: 30mL; 3)將溶液d加入溶液c中，持續(xù)攪拌24h，離心后將得到白色固體分別用水和乙醇各洗滌三次，然后用體積比為I: I的H2O與乙醇的混合液分散固體，形成懸濁液，在4000r/min下離心除去上清液后，將固體干燥，得到排列的可溶聚苯乙烯微球模板。3.—種權(quán)利要求1所制備的具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑鋅配合物的應(yīng)用，其特征在于:用于吸附甲醇、乙醇、正己烷、正戊烷、甲苯、苯、二氯甲烷、石油醚、甲基硅油、N，N-二甲基甲酰胺或植物油。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK105837509SQ201610204762
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】師唯, 荊鵬, 程鵬
【申請(qǐng)人】南開(kāi)大學(xué)