本發(fā)明涉及氣體吸附材料，尤其是涉及一種氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法及應用。

背景技術：

1、氨氣是一種無色、有刺激性氣味的氣體，是工業(yè)和畜牧業(yè)中常見的臭氣來源。目前，利用吸附材料(比如活性氧化鋁、活性炭、分子篩等)對氨氣進行吸附是常用的去除氨氣的方法。

2、金屬有機框架材料(mofs)指有機配體與過渡金屬離子通過配位鍵鏈接形成的一種有序且具有周期性網(wǎng)絡結構的納米多孔框架材料。mofs具有比表面積大、拓撲結構特殊、孔徑尺寸可控、功能化可調節(jié)等優(yōu)勢，正在考慮將其應用于氣體吸附領域(jp2023519686a)。鈦基金屬有機框架材料(ti-mofs)由于其優(yōu)異的穩(wěn)定性和光活性在氣體分離、存儲和光催化轉化方面受到廣泛關注。例如，中國專利cn116693866a中公開了一種鈦基金屬有機框架材料及其制備方法和應用，其制備出了具有高孔隙率和比表面積的鈦基金屬有機框架材料，可以在氣體吸附與分離、光電催化、藥物緩釋等領域中應用。

3、但現(xiàn)有技術中的ti-mofs用于氣體吸附時，對氨氣的吸附性能較差，不利于在除臭材料中的應用。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術中的鈦基金屬有機框架材料對氨氣的吸附性能較差的問題，提供一種氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法及應用，通過對鈦基金屬有機框架材料的合成溫度進行調整，可顯著提升其對氨氣的吸附性能，可用于過濾器及氨氣儲存和運輸材料中。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，包括如下步驟：

4、(1)將有機配體和有機溶劑混合攪拌均勻；

5、(2)在步驟(1)所得溶液中加入鈦源，然后在68～98℃下進行溶劑熱反應，得到所述氨吸附鈦基金屬有機框架材料。

6、現(xiàn)有技術中用溶劑熱法制備ti-mofs時，反應溫度通常在150℃左右，本發(fā)明經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，將合成溫度控制在68～98℃范圍內，產(chǎn)品不會變成均勻的結晶，且同時具有10nm以下及10～50nm的孔隙，可顯著提升所得ti-mofs對氨的吸附性能，使其可用于除臭過濾器或氨氣儲存和運輸材料中。并且，低溫制備也有助于減少制備過程中的二氧化碳排放量，降低反應危險性并提高生產(chǎn)效率。

7、作為優(yōu)選，步驟(2)中的溶劑熱反應時間為60～80h。

8、作為優(yōu)選，所述的有機配體為2-氨基對苯二甲酸，所述的鈦源為鈦酸四丁酯。

9、作為優(yōu)選，有機配體和鈦源的添加比例為1g:1～1.5ml。

10、作為優(yōu)選，步驟(1)所述的有機溶劑為dmf和甲醇的混合溶劑。

11、作為優(yōu)選，dmf和甲醇的體積比為50:10～20。

12、作為優(yōu)選，步驟(1)中先將有機配體加入dmf中，100～120℃下攪拌0.5～2h后再加入甲醇，繼續(xù)攪拌0.5～2h。

13、作為優(yōu)選，步驟(2)中溶劑熱反應后將產(chǎn)物依次用dmf和甲醇洗滌，然后在90～110℃下減壓干燥，得到所述氨吸附鈦基金屬有機框架材料。

14、作為優(yōu)選，減壓干燥后再用甲醇對產(chǎn)物進行回流提取，去除雜質，然后再在90～110℃下減壓干燥2～4d，得到所述氨吸附鈦基金屬有機框架材料；回流提取的溫度為110～130℃，提取時間3～5h。

15、第二方面，本發(fā)明提供了一種使用上述的制備方法得到的氨吸附鈦基金屬有機框架材料在除臭過濾器中的應用。由于采用本發(fā)明中的方法制得的鈦基金屬有機框架材料對氨氣具有較好的吸附性能，將其用于除臭過濾器中，過濾器可在氨氣含量高的場所(如畜牧業(yè)養(yǎng)殖場等)使用。

16、第三方面，本發(fā)明提供了一種使用上述的制備方法得到的氨吸附鈦基金屬有機框架材料在氨氣儲存和運輸材料中的應用。將本發(fā)明中的方法制得的鈦基金屬有機框架材料用于氨氣儲存和運輸材料中，可以在氨氣豐富的地方吸收氨氣后將其輸送至需要使用氨氣的地點，便于氨氣儲存和運輸。

17、因此，本發(fā)明具有如下有益效果：

18、(1)對鈦基金屬有機框架材料的合成溫度進行調整，可顯著提升其對氨氣的吸附性能；

19、(2)低溫制備助于減少制備過程中的二氧化碳排放量，降低反應危險性并提高生產(chǎn)效率；

20、(3)本發(fā)明中制得的鈦基金屬有機框架材料可用于過濾器中，使過濾器具有較好的除臭性能，可在氨氣含量高的場所(如畜牧業(yè)養(yǎng)殖場等)使用；

21、(4)本發(fā)明中制得的鈦基金屬有機框架材料可用于氨氣儲存和運輸材料中，便于氣態(tài)材料的儲存和運輸。

技術特征：

1.一種氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，其特征是，包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，其特征是，步驟（2）中的溶劑熱反應時間為60~80h。

3.根據(jù)權利要求1所述的氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，其特征是，所述的有機配體為2-氨基對苯二甲酸，所述的鈦源為鈦酸四丁酯。

4.根據(jù)權利要求3所述的氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，其特征是，有機配體和鈦源的添加比例為1g:1~1.5ml。

5.根據(jù)權利要求1或3所述的氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，其特征是，步驟（1）所述的有機溶劑為dmf和甲醇的混合溶劑；dmf和甲醇的體積比為50:10~20。

6.根據(jù)權利要求5所述的氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，其特征是，步驟（1）中先將有機配體加入dmf中，100~120℃下攪拌0.5~2h后再加入甲醇，繼續(xù)攪拌0.5~2h。

7.根據(jù)權利要求1所述的氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，其特征是，步驟（2）中溶劑熱反應后將產(chǎn)物依次用dmf和甲醇洗滌，然后在90~110℃下減壓干燥，得到所述氨吸附鈦基金屬有機框架材料。

8.根據(jù)權利要求7所述的氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法，其特征是，減壓干燥后再用甲醇對產(chǎn)物進行回流提取，去除雜質，然后再在90~110℃下減壓干燥2~4d，得到所述氨吸附鈦基金屬有機框架材料；回流提取的溫度為110~130℃，提取時間3~5h。

9.一種使用如權利要求1~8任一所述的制備方法得到的氨吸附鈦基金屬有機框架材料在除臭過濾器中的應用。

10.一種使用如權利要求1~8任一所述的制備方法得到的氨吸附鈦基金屬有機框架材料在氨氣儲存和運輸材料中的應用。

技術總結
本發(fā)明涉及氣體吸附材料技術領域，公開了一種氨吸附鈦基金屬有機框架材料的制備方法及應用，包括如下步驟：（1）將有機配體和有機溶劑混合攪拌均勻；（2）在步驟（1）所得溶液中加入鈦源，然后在68~98℃下進行溶劑熱反應，得到所述氨吸附鈦基金屬有機框架材料。本發(fā)明通過對鈦基金屬有機框架材料的合成溫度進行調整，采用低溫合成法，可顯著提升鈦基金屬有機框架材料對氨氣的吸附性能，可用于過濾器及氨氣儲存和運輸材料中。

技術研發(fā)人員：丁伊可,小野弘貴
受保護的技術使用者：浙江金海高科股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2