一种具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的制备方法
【专利摘要】一种具有分级孔结构的2?甲基咪唑锌配合物的制备方法，步骤如下：1)以排列的可溶聚苯乙烯微球为模板，与甲醇、2?甲基咪唑混合搅拌，得到溶液a；2)将硝酸锌水合物溶于甲醇得到溶液b，5分钟后将溶液b逐滴加入溶液a中，室温下搅拌24h，离心用乙醇洗涤得到白色固体，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，得到具有分级结构的2?甲基咪唑锌配合物。本发明的优点是：该制备方法简单，原料来源广泛，成本低，易于工业化放大生产；该方法制备的材料具有较高比表面积、同时具有大孔，介孔，微孔，有利于增强疏水性和有机溶剂的扩散，对有机溶剂吸附量大，具有一定疏水性。
【专利说明】
一种具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及疏水性有机溶剂吸附材料，具体涉及一种具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]金属-有机框架材料(MOFs)由于其组成及孔的可调节性，广泛应用于催化，荧光，气体吸附等领域，然而多数MOFs具有的孔小于2nm，限制了较大的分子进入其孔道内部，进而限制了其相关应用。
[0003]合成介观尺度下具有分级结构的MOFs使其同时具有大孔，介孔，微孔可以提高MOFs的贯通性，使其暴露更多的表面活性位点，进而提高其催化，吸附等性能。然而，多数分级结构的MOFs只具有无序的大孔，介孔，并且这类材料应用范围较窄，多集中于催化，吸附染料。
【发明内容】
[0004]本发明的的目的是针对上述存在问题，提供一种具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的制备方法及其应用，该方法制备的具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物对有机溶剂吸附量大，具有一定疏水性;制备方法简单，原料来源广泛，成本低，易于工业化放大生产。
[0005]本发明的技术方案:
[0006]—种具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的制备方法，包括以下步骤:
[0007]I)以排列的可溶聚苯乙烯微球为模板，与甲醇、2-甲基咪唑混合搅拌，得到溶液a，排列的可溶聚苯乙烯微球为模板、甲醇和2-甲基咪唑的用量比为0.2g:58mL:1.311g;
[0008]2)将硝酸锌水合物溶于甲醇，硝酸锌水合物与甲醇的用量比为0.298g: 2mL，得到溶液b，5分钟后将溶液b逐滴加入溶液a中，室温下搅拌24h，离心用乙醇洗涤得到白色固体，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，得到具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物。
[0009]所述排列的可溶聚苯乙烯微球模板的合成方法，包括如下步骤:
[0010]I)将苯乙烯、甲基丙烯酸与H2O在80°C下混合均勾，得到溶液C，苯乙烯、甲基丙烯酸与H2O的用量比为54mL: 6mL: 450mL ；
[0011]2}将过硫酸钾溶于H2O中制得溶液d，过硫酸钾与30mLH20的用量比为0.6g: 30mL ；
[0012]3)将溶液d加入溶液c中，持续搅拌24h，离心后将得到白色固体分别用水和乙醇各洗涤三次，然后用体积比为I: I的H2O与乙醇的混合液分散固体，形成悬浊液，在4000r/min下离心除去上清液后，将固体干燥，得到排列的可溶聚苯乙烯微球模板。
[0013]—种所制备的具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的应用，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]本发明的优点是:该制备方法简单，原料来源广泛，成本低，易于工业化放大生产；该方法制备的材料具有较高比表面积、同时具有大孔，介孔，微孔，有利于增强疏水性和有机溶剂的扩散，对有机溶剂吸附量大，具有一定疏水性。
【附图说明】
[0015]图1是具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物的X射线粉末衍射图。
[0016]图2是具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物的77K氮气等温吸脱附数据，插图为孔径分布图。
[0017]图3是具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物对不同有机溶剂的吸附数据图。
[0018]图4是具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物对乙醇吸附循环数据图。
【具体实施方式】
[0019]为了更具体细致地介绍本专利，现举出一个具体的实施例以供解释，典型实施例旨在给出具体实施时的参考，而不适用于限定本发明。
[0020]实施例:
[0021 ] 一种具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的制备方法，步骤如下:
[0022]I)排列的可溶聚苯乙烯微球模板的制备
[0023 ] 将54mL苯乙烯、6mL甲基丙烯酸与45OmL H2O在8O °C下混合均匀，得到溶液c ;将
0.6g过硫酸钾溶于30mL H2O中制得溶液d;将溶液d加入溶液c中，持续搅拌24h，离心后将得到白色固体分别用水和乙醇各洗涤三次，然后用体积比为1:1的H2O与乙醇的混合液分散固体，形成悬浊液，在4000r/min下离心除去上清液后，将固体干燥，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为模板，与SmL甲醇、1.31 Ig 2-甲基咪唑混合搅拌，得到溶液a;
[0025]3)将0.298g硝酸锌水合物溶于2mL甲醇得到溶液b，5分钟后将溶液b逐滴加入溶液a中，室温下搅拌24h，离心用乙醇洗涤得到白色固体，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，得到具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物。
[0026]图1是具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物的X射线粉末衍射图，显示其具有较好的结晶性。
[0027]图2是具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物的77K氮气等温吸脱附数据，插图为孔径分布图。图中可以看出材料上主要含有大约Inm的微孔，大约50nm的介孔，吸脱附数据可以看出在材料的比表面积为1058平方米每克，并具有大孔。
[0028]所制备的具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物用于吸附乙醇，方法如下:
[0029]取小瓶一个并称取空瓶的质量(Μ空)，称取0.1g制得的具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物(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称取小瓶与内部样品的总质量(1?)，然后利用公式(? 一 M空一计算该样品对乙醇的吸附量。
[0030]按照上述相同的方法将所制备的具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物分别用于吸附甲醇，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]图3是具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物对不同有机溶剂的吸附数据图。结果显示该材料对甲醇，乙醇，正己烷，正戊烷，甲苯，苯，二氯甲烷，石油醚，甲基硅油，植物油有机溶剂平均具有200%以上的吸附量。
[0032]图4是具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物对乙醇吸附循环数据图。结果显示该材料循环10次后吸附量没有明显的降低。
[0033]以上为试举一较佳实施例，不构成对专利内容实现的限制，任何实质等同的替代和工序的优化、条件的变更修改与合并，均在专利保护范围内。在描述和说明时使用了少量必要术语，其也不构成对发明的限制。
【主权项】
1.一种具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)以排列的可溶聚苯乙烯微球为模板，与甲醇、2-甲基咪唑混合搅拌，得到溶液a，排列的可溶聚苯乙烯微球为模板、甲醇和2-甲基咪唑的用量比为0.2g: 58mL: 1.311g; 2)将硝酸锌水合物溶于甲醇，硝酸锌水合物与甲醇的用量比为0.298g:2mL，得到溶液b，5分钟后将溶液b逐滴加入溶液a中，室温下搅拌24h，离心用乙醇洗涤得到白色固体，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，得到具有分级结构的2-甲基咪唑锌配合物。2.根据权利要求1所述具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的制备方法，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，包括如下步骤: I)将苯乙烯、甲基丙烯酸与H2O在80°C下混合均匀，得到溶液c，苯乙烯、甲基丙烯酸与H2O 的用量比为 54mL: 6mL: 450mL ； 2}将过硫酸钾溶于H2O中制得溶液d，过硫酸钾与30mLH20的用量比为0.6g: 30mL; 3)将溶液d加入溶液c中，持续搅拌24h，离心后将得到白色固体分别用水和乙醇各洗涤三次，然后用体积比为I: I的H2O与乙醇的混合液分散固体，形成悬浊液，在4000r/min下离心除去上清液后，将固体干燥，得到排列的可溶聚苯乙烯微球模板。3.—种权利要求1所制备的具有分级孔结构的2-甲基咪唑锌配合物的应用，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。
【文档编号】B01J20/30GK105837509SQ201610204762
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】师唯, 荆鹏, 程鹏
【申请人】南开大学