一种适合规模化生产的Fe/Mn-MOF材料的制备方法与流程

本发明属于mof材料制造，具体涉及一种fe/mn-mof材料的制备方法。

背景技术：

1、金属有机框架材料(metal-organnic frameworks，mofs)是由金属离子或金属簇与有机配体自组装形成的多孔结晶材料。该材料兼具无机材料与有机材料的优异性能，不仅具有高比表面积，而且具有较好的水稳定性和酸碱稳定性，引起了众多学者的研究兴趣，凭借其独特的优势，被广泛用于催化、气体吸附、气体分离、传感器、药物递送等领域,特别是用于有毒有害气体吸附与分离，可解决一部分人们面临的日益严重的环境问题。另外，在分离领域，制备具有磁性的复合mofs材料可用于有毒有害物质、重金属的吸附与分离以及复杂体系中目标蛋白质的提取与分离。mof的合成方法主要有溶剂热法、水热法、微波法、超声辅助法等。现有的fe/mn-mof合成方法主要是水热反应釜合成法，该法合成时间长、需在高温高压反应釜内完成，且反应过程中容器内压力不可控，往往导致结果重复性较差。因此，发明一种常压下快速稳定合成fe/mn-mof的方法。

2、例如，中国专利cn201911179183.7公开的一种由片组装成棒状mof74(mn)的合成方法,包括,将2,5二羟基对苯二甲酸和50％硝酸锰溶液溶解在n,n二甲基甲酰胺、无水乙醇、去离子水混合液中得混合溶液,将所述混合溶液转移至反应釜中,加热一段时间；反应结束后,通过离心洗涤烘干,得到片组装的棒状锰基mof。该合成方法通过水热合成法得到片组装成棒状锰基mof,通过调整反应物配比、反应溶剂、反应温度和反应时间即可实现其mofs尺寸和形貌的控制。制备的片组装成棒状mof74(mn)材料可作为新的催化材料使用。该合成方法在高温高压进行，同样存在着反应时间长、反应过程中容器内压力不可控、结果重复性较差等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对现有水热反应釜合成法制备fe/mn-mof材料存在的制备工艺耗时长、反应温度高、反应压力高且不可控、重复性差、难以规模化生产等技术难题，而提供一种能够在常压下进行、反应时间短，产品质量稳定、可控，适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法。

2、为实现本发明的上述目的，本发明一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法包括以下步骤实施：铁盐溶于溶剂a中，锰盐溶于溶剂a中，对苯二甲酸溶于溶剂b中；将三者分别给入反应容器中进行混合、加热搅拌，反应后，经洗涤、干燥得到fe/mn-mof；所述的铁盐、锰盐、对苯二甲酸之间的摩尔比为(0.9-1.1)：

3、(0.9-1.1)：1，加热搅拌温度控制在70-90℃，反应时间控制在50-80min。

4、优选的，所述的溶剂a为n,n-二甲基甲酰胺；所述的溶剂b为乙腈。

5、优选的，所述的铁盐为六水合氯化铁；所述的锰盐为四水合乙酸锰。

6、优选的，所述的铁盐、锰盐、对苯二甲酸之间的摩尔比为1：1：1。

7、优选的，搅拌速率为250-400rpm，以320rpm为优。

8、经过大量试验研究，加热搅拌的技术参数优化为：加热搅拌温度为80℃，反应时间为60min，搅拌速率为320rpm。

9、与现有技术相比，本发明一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，为金属离子和有机配体提供一种特殊的合成反应环境，具体具有如下有益效果：

10、(1)与传统的水热法相比，本发明制备方法是在常压条件下进行反应，反应过程安全、可靠。

11、(2)本发明制备方法通过调节溶剂比例和搅拌速率，就可以控制产品晶粒尺寸和成核速率，并可根据市场化需求调控产品形态。

12、(3)本发明制备方法可以在80℃左右的较低温度下，快速合成制备fe/mn-mof，适用于规模化生产。

1.一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：铁盐溶于溶剂a中，锰盐溶于溶剂a中，对苯二甲酸溶于溶剂b中；将三者分别给入反应容器中进行混合、加热搅拌，反应后，经洗涤、干燥得到fe/mn-mof；所述的铁盐、锰盐、对苯二甲酸之间的摩尔比为(0.9-1.1)：(0.9-1.1)：1，加热搅拌温度控制在70-90℃，反应时间控制在50-80min。

2.如权利要求1所述的一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，其特征在于：所述的溶剂a为n,n-二甲基甲酰胺。

3.如权利要求1所述的一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，其特征在于：所述的溶剂b为乙腈。

4.如权利要求1所述的一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，其特征在于：所述的铁盐为六水合氯化铁。

5.如权利要求1所述的一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，其特征在于：所述的锰盐为四水合乙酸锰。

6.如权利要求1所述的一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，其特征在于：所述的溶剂a为n,n-二甲基甲酰胺，所述的溶剂b为乙腈；所述的铁盐为六水合氯化铁；所述的锰盐为四水合乙酸锰；所述的铁盐、锰盐、对苯二甲酸之间的摩尔比为1：1：1。

7.如权利要求6所述的一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，其特征在于：搅拌速率为250-400rpm。

8.如权利要求7所述的一种适合规模化生产的fe/mn-mof材料的制备方法，其特征在于：加热搅拌温度为80℃，反应时间为60min，搅拌速率为320rpm。