一种具有磁性核金属有机骨架材料、制备及应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310537927.4

申请日:

2013.11.04

公开号:

CN103521269A

公开日:

2014.01.22

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B01J 31/28申请日:20131104授权公告日:20151014终止日期:20161104|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B01J 31/28申请日:20131104|||公开

IPC分类号:

B01J31/28; B01J13/02; B82Y40/00(2011.01)I; B82Y30/00(2011.01)I; H01F1/01; C07C15/16; C07C2/88

主分类号:

B01J31/28

申请人:

北京化工大学

发明人:

季生福; 李庆远; 蒋赛; 施达

地址:

100029 北京市朝阳区北三环东路15号

优先权:

专利代理机构:

北京思海天达知识产权代理有限公司 11203

代理人:

张慧

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内容摘要

一种具有磁性核金属有机骨架材料、制备及应用,属于磁性金属有机骨架材料技术领域。采用FeCl3·6H2O制成超顺磁性Fe3O4核,以十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,以硅酸钠作为SiO2壳层的硅源,采用超声波的方法,在磁性Fe3O4核表面形成介孔SiO2壳层,干燥后在N2保护下焙烧脱除模板剂,制备出磁性SiO2@Fe3O4纳米球;以磁性SiO2@Fe3O4纳米球为核,采用超声波的方法,将Zn金属离子和有机羧酸配体在磁性SiO2@Fe3O4核表面进行原位自组装网状结构IRMOFs。本发明的新型磁性MOFs材料,可作为液相催化反应的催化剂,在吸附、分离、生物医药等方面也具有应用价值。

权利要求书

1.  一种具有磁性核金属有机骨架材料,其特征在于,具有磁性核金属有机骨架材料为磁性Fe3O4核表面裹覆介孔SiO2壳层,在介孔SiO2壳层外原位自组装有网状IRMOFs,即在磁性SiO2@Fe3O4核表面具有网状IRMOFs结构的IRMOFs@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。

2.
  按照权利要求1的一种具有磁性核金属有机骨架材料,其特征在于,IRMOFs在磁性IRMOFs@SiO2@Fe3O4材料中的质量百分比为20%~50%。

3.
  制备权利要求1所述的一种具有磁性核金属有机骨架材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)磁性Fe3O4颗粒制备:将FeCl3·6H2O溶解于水中,制成FeCl3质量含量为10%~30%的溶液,将乙酸钠溶解于乙二醇中,制成乙酸钠质量含量为5%~20%的乙二醇溶液,于30℃、有N2保护、搅拌条件下,将FeCl3溶液滴加到乙酸钠的乙二醇溶液中,其中FeCl3和乙酸钠的质量比为3:1,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180℃晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60℃下真空干燥8小时,即为制得的磁性Fe3O4颗粒;
(2)磁性SiO2@Fe3O4纳米球制备:称取制得的一定量磁性Fe3O4颗粒,加入质量浓度为95%的乙醇中,制成Fe3O4质量浓度为10%~20%的溶液,在40℃搅拌条件下,同时滴加质量浓度为5%~20%的硅酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液,滴加的量为Fe3O4与硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1:(0.1~0.3):(0.001~0.005),使得硅酸钠能均匀分散在Fe3O4颗粒表面,充分搅拌后,再滴加氨水溶液至pH值为10,继续搅拌3小时,然后在50W~200W超声功率下,超声10min~40min,完成Fe3O4颗粒表面裹覆介孔SiO2壳层的过程,然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60℃下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450℃焙烧6小时脱除模板剂,即为制 得的具有介孔SiO2壳层的磁性SiO2@Fe3O4纳米球;
(3)具有网状IRMOFs结构磁性核MOFs材料制备:称取一定量的磁性SiO2@Fe3O4纳米球分散于N,N二甲基甲酰胺(DMF)中,制成SiO2@Fe3O4质量浓度为10%~30%的分散液;称取一定量的硝酸锌或醋酸锌溶于DMF中,制成硝酸锌或醋酸锌质量浓度为10%~15%的溶液;称取一定量的对苯二甲酸溶于DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为5%~10%的溶液;称取一定量的三乙胺溶于DMF中,制成三乙胺质量浓度为4%~10%的溶液;搅拌下,依次将硝酸锌或醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SiO2@Fe3O4分散液中,其中SiO2@Fe3O4:硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸之和:三乙胺的质量比为1:(0.2~1.3):(0.05~0.5),其中硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸中锌与对苯二甲酸摩尔比为4:3,充分搅拌,使得硝酸锌或醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SiO2@Fe3O4表面,然后在100W~200W超声功率下,超声30min~50min,完成SiO2@Fe3O4核表面网状IRMOFs的原位自组装过程,然后用DMF洗涤,80℃下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFs结构的IRMOFs@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。

4.
  按照权利要求3的方法,其特征在于,步骤(2)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液质量浓度为0.2%。

5.
  权利要求1-2所述的具有磁性核金属有机骨架材料用于甲苯和苄基氯液相烷基化催化反应的催化剂。

说明书

一种具有磁性核金属有机骨架材料、制备及应用
技术领域
本发明涉及一种具有磁性核金属有机骨架材料、其快速制备方法及应用,属于磁性金属有机骨架材料技术领域
背景技术
金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料是由金属离子与有机配体通过自组装过程生成的一类具有多维网状结构的多孔晶体材料,具有纳米级的骨架型规整的孔道结构、大的比表面积和孔隙率等特点,在催化、吸附、分离等方面有广泛的应用(李庆远,季生福,郝志谋.金属-有机骨架材料及其在催化反应中的应用.化学进展,2012,24(8):1506-1518)。如Phan等以MOF-5作为催化剂,在甲苯与苄基溴的Friedel-Crafts烷基化反应中表现出了优异的催化性能(Nam T.S.Phan,Ky K.A.Le,Tuan D.Phan.MOF-5as an efficient heterogeneous catalyst for Friedel-Crafts alkylation reactions.Applied Catalysis A:General,2010,382:246-253)。但MOFs作为液相反应的催化剂时,反应后催化剂与产物的分离比较麻烦,这给催化剂的重复使用带来了一定的困难。
以超顺磁性Fe3O4为核制备的磁性催化剂,在液相催化反应完成后,可以采用外磁场很容易地对催化剂进行分离和回收。我们以超顺磁性Fe3O4为核制备的Cu/Fe3O4@SiO2磁性催化剂,在低浓度甲醛催化转化制氢的反应过程中,催化剂采用外磁场进行回收、重复循环使用8次仍然具有很好的性能(Junhong Ji,Penghui Zeng,Shengfu Ji,Wei Yang,Hongfei Liu,Yingyi Li.Catalytic activity of core–shell structured Cu/Fe3O4@SiO2microsphere catalysts.Catalysis Today,2010,158:305-309);制备的TiO2/SiO2@Fe3O4磁性光催化剂,可以有效降解废水中的有机染料污染物(Hongfei Liu,Zhigang Jia,Shengfu Ji,Yuanyuan Zheng,Ming Li, Hao Yang.Synthesis of TiO2/SiO2@Fe3O4magnetic microspheres and their properties of photocatalytic degradation dyestuff.Catalysis Today,2011,175:293-298),在对有机染料罗丹明B的光催化降解中,催化剂用外磁场回收、重复循环使用8次仍然具有很好的降解性能。
如果将MOFs材料合成在超顺磁性Fe3O4核的表面,制备出磁性MOFs催化剂,就可以利用外磁场分离、回收、重复循环使用MOFs催化剂,从而大大提高MOFs催化剂的利用效率。基于这个思路,本发明首先制备了具有超顺磁性的Fe3O4核,然后在Fe3O4核表面裹覆SiO2壳层,制备出磁性SiO2@Fe3O4纳米球,最后在磁性SiO2@Fe3O4纳米球表面原位合成出MOFs,制备出一些新型的具有磁性核的MOFs材料。
本发明的方法制备的新型磁性MOFs材料,不仅可以作为液相催化反应的催化剂,而且在吸附、分离、生物医药等方面也具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有超顺磁性Fe3O4核的MOFs材料及快速制备方法。采用FeCl3·6H2O制成超顺磁性Fe3O4核,以十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,以廉价的硅酸钠作为磁性Fe3O4核表面裹覆SiO2壳层的硅源,采用超声波的方法,在磁性Fe3O4核表面快速形成一层介孔SiO2壳层,干燥后在N2保护下焙烧脱除模板剂,从而制备出一种具有介孔SiO2壳层和大比表面积的磁性SiO2@Fe3O4纳米球。然后以磁性SiO2@Fe3O4纳米球为核,采用超声波的方法,将Zn金属离子和有机羧酸配体在磁性SiO2@Fe3O4核表面进行原位自组装,进而合成出磁性SiO2@Fe3O4核表面具有网状IRMOFs(Isoreticular Metal-Organic Frameworks,IRMOFs)结构的IRMOFs@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。
本发明的一种具有磁性核金属有机骨架材料,其特征在于,具有磁性核金 属有机骨架材料为磁性Fe3O4核表面裹覆介孔SiO2壳层,在介孔SiO2壳层外原位自组装有网状IRMOFs,即在磁性SiO2@Fe3O4核表面具有网状IRMOFs结构的IRMOFs@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。优选IRMOFs在磁性IRMOFs@SiO2@Fe3O4材料中的质量百分比为20%~50%。
本发明上述具有网状IRMOFs结构IRMOFs@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料采用包括如下方法制备:
(1)磁性Fe3O4颗粒制备:将FeCl3·6H2O溶解于水中,制成FeCl3质量含量为10%~30%的溶液。将乙酸钠溶解于乙二醇中,制成乙酸钠质量含量为5%~20%的乙二醇溶液,于30℃、有N2保护、搅拌条件下,将FeCl3溶液滴加到乙酸钠的乙二醇溶液中(其中FeCl3和乙酸钠的质量比为3:1),滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180℃晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60℃下真空干燥8小时,即为制得的磁性Fe3O4颗粒。
(2)磁性SiO2@Fe3O4纳米球制备:称取制得的一定量磁性Fe3O4颗粒,加入质量浓度为95%的乙醇中,制成Fe3O4质量浓度为10%~20%的溶液,在40℃搅拌条件下,同时滴加质量浓度为5%~20%的硅酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液(优选质量浓度为0.2%),滴加的量为Fe3O4与硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1:(0.1~0.3):(0.001~0.005),使得硅酸钠能均匀分散在Fe3O4颗粒表面,充分搅拌后,再滴加氨水溶液至pH值为10,继续搅拌3小时,然后在50W~200W超声功率下,超声10min~40min,完成Fe3O4颗粒表面裹覆介孔SiO2壳层的过程,然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60℃下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450℃焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SiO2壳层的磁性SiO2@Fe3O4纳米球。
(3)具有网状IRMOFs结构磁性核MOFs材料制备:称取一定量的磁性 SiO2@Fe3O4纳米球分散于N,N二甲基甲酰胺(DMF)中,制成SiO2@Fe3O4质量浓度为10%~30%的分散液;称取一定量的硝酸锌或醋酸锌溶于DMF中,制成硝酸锌或醋酸锌质量浓度为10%~15%的溶液;称取一定量的对苯二甲酸溶于DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为5%~10%的溶液;称取一定量的三乙胺溶于DMF中,制成三乙胺质量浓度为4%~10%的溶液;搅拌下,依次将硝酸锌或醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SiO2@Fe3O4分散液中,其中SiO2@Fe3O4:硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸之和:三乙胺的质量比为1:(0.2~1.3):(0.05~0.5),其中硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸中锌与对苯二甲酸摩尔比为4:3,充分搅拌,使得硝酸锌或醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SiO2@Fe3O4表面,然后在100W~200W超声功率下,超声30min~50min,完成SiO2@Fe3O4核表面网状IRMOFs的原位自组装过程,然后用DMF洗涤,80℃下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFs结构的IRMOFs@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。这里的网状IRMOFs标记为MOF-5,磁性核MOFs材料标记为磁性MOF-5@SiO2@Fe3O4材料。
本发明采用制备的磁性MOF-5@SiO2@Fe3O4材料作为甲苯和苄基氯液相烷基化催化反应的催化剂,评价了磁性MOF-5@SiO2@Fe3O4的催化性能和反应后催化剂的外磁场分离、回收、重复循环使用性能,发现磁性MOF-5@SiO2@Fe3O4催化剂具有很好的催化性能和重复循环使用性能。
本发明制备的具有网状IRMOFs结构的磁性核MOF-5@SiO2@Fe3O4材料有如下显著优点:
(1)在磁性核SiO2@Fe3O4表面原位自组装合成网状IRMOFs结构MOF-5的过程中,由于采用了超声波技术,使得MOF-5的形成非常快,从而大大缩短了制备磁性核MOF-5@SiO2@Fe3O4材料的时间,同时也节约了能耗。
(2)制备的磁性核MOF-5@SiO2@Fe3O4材料作为催化剂,在液相催化反应 中与反应产物可以很容易地用外加磁场进行分离,这可以提高液相催化反应的催化剂重复使用效率,减少液相催化反应的分离成本。
(3)由于制备的磁性核MOF-5@SiO2@Fe3O4材料具有MOF-5的孔道结构和大的比表面积,还可以在磁性吸附、贵金属回收、靶向给药载体、生物蛋白分离等方面有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,但本发明并不局限于此。
实施例1
(1)称取13.4g FeCl3·6H2O溶解于86.6g去离子水中制成溶液,称取4.1g乙酸钠溶解于45.9g乙二醇中制成溶液,在30℃的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180℃晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60℃下真空干燥8小时,即为制得的磁性Fe3O4颗粒。
(2)称取制得的磁性Fe3O4颗粒5.8g,加入44.2g乙醇中,在30℃的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为5%的硅酸钠溶液20g和质量浓度为0.2%的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液5g,滴加完毕后,充分搅拌下滴加氨水溶液至pH值为10,继续搅拌3小时,然后在50W超声功率下,超声40min,完成Fe3O4颗粒表面裹覆介孔SiO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60℃下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450℃焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SiO2壳层的磁性SiO2@Fe3O4纳米球。
(3)称取制得的磁性SiO2@Fe3O4纳米球30.0g,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)70.0g中,制成SiO2@Fe3O4质量浓度为30.0%的分散液;称取硝酸锌5.94g(0.02mol)溶于44.06g DMF中,制成硝酸锌质量浓度为11.9%的溶液;称取对苯二甲酸2.5g(0.015mol)溶于47.5g DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为5.0%的溶液;称取三乙胺2.1g溶于47.9g DMF中,制成三乙胺质量浓度为4.2%的溶液。
搅拌下,依次将硝酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性 SiO2@Fe3O4分散液中,其中SiO2@Fe3O4、硝酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1:0.28:0.07,充分搅拌使得硝酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SiO2@Fe3O4表面,在100W超声功率下,超声50min,完成SiO2@Fe3O4核表面MOF-5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80℃下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFs结构的磁性核MOFs材料,其中MOF-5的含量为11.27%,标记为11MOF-5@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。
磁性11MOF-5@SiO2@Fe3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为94.8%,产物的收率为93.5%。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。
实施例2
(1)称取20.3g FeCl3·6H2O溶解于79.7g去离子水中制成溶液,称取6.2g乙酸钠溶解于43.8g乙二醇中制成溶液,在30℃的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180℃晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60℃下真空干燥8小时,即为制得的磁性Fe3O4颗粒。
(2)称取制得的磁性Fe3O4颗粒6.9g,加入43.1g乙醇中,在30℃的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为10%的硅酸钠溶液20g和质量浓度为0.2%的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液10g,滴加完毕后,充分搅拌下滴加氨水溶液至pH值为10,继续搅拌3小时,然后在150W超声功率下,超声30min,完成Fe3O4颗粒表面裹覆介孔SiO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60℃下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450℃焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SiO2壳层的磁性SiO2@Fe3O4纳米球。
(3)称取制得的磁性SiO2@Fe3O4纳米球15.0g,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)85.0g中,制成SiO2@Fe3O4质量浓度为15.0%的分散液;称取硝酸锌5.94g(0.02mol)溶于44.06g DMF中,制成硝酸锌质量浓度为11.9%的溶液; 称取对苯二甲酸2.50g(0.015mol)溶于47.5g DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为5.0%的溶液;称取三乙胺3.0g溶于47.0g DMF中,制成三乙胺质量浓度为4.2%的溶液。
搅拌下,依次将硝酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SiO2@Fe3O4分散液中,其中SiO2@Fe3O4、硝酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1:0.56:0.20,充分搅拌使得硝酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SiO2@Fe3O4表面,然后在150W超声功率下,超声30min,完成SiO2@Fe3O4核表面MOF-5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80℃下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFs结构的磁性核MOFs材料,其中MOF-5的含量约为20.25%,标记为20MOF-5@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。
磁性20MOF-5@SiO2@Fe3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为96.6%,产物的收率为95.8%。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。
实施例3
(1)称取27.0g FeCl3·6H2O溶解于73.0g去离子水中制成溶液,称取8.2g乙酸钠溶解于41.8g乙二醇中制成溶液,在30℃的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180℃晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60℃下真空干燥8小时,即为制得的磁性Fe3O4颗粒。
(2)称取制得的磁性Fe3O4颗粒9.3g,加入40.7g乙醇中,在30℃的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为15%的硅酸钠溶液15g和质量浓度为0.2%的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液15g,滴加完毕后,充分搅拌下滴加氨水溶液至pH值为10,继续搅拌3小时,然后在50W超声功率下,超声40min,完成Fe3O4颗粒表面裹覆介孔SiO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60℃下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450℃焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SiO2壳层的磁性 SiO2@Fe3O4纳米球。
(3)称取制得的磁性SiO2@Fe3O4纳米球10.0g,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)90.0g中,制成SiO2@Fe3O4质量浓度为10.0%的分散液;称取硝酸锌5.94g(0.02mol)溶于44.06g DMF中,制成硝酸锌质量浓度为11.9%的溶液;称取对苯二甲酸2.50g(0.015mol)溶于47.51g DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为5.0%的溶液;称取三乙胺4.0g溶于46.0g DMF中,制成三乙胺质量浓度为8.0%的溶液。
搅拌下,依次将硝酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SiO2@Fe3O4分散液中,其中SiO2@Fe3O4、硝酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1:0.84:0.40,充分搅拌使得硝酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SiO2@Fe3O4表面,然后在150W超声功率下,超声40min,完成SiO2@Fe3O4核表面MOF-5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80℃下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFs结构的磁性核MOFs材料,其中MOF-5的含量为27.59%,标记为27MOF-5@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。
磁性27MOF-5@SiO2@Fe3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为98.2%,产物的收率为97.5%。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。
实施例4
(1)称取20.3g FeCl3·6H2O溶解于69.7g去离子水中制成溶液,称取6.2g乙酸钠溶解于43.8g乙二醇中制成溶液,在30℃的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180℃晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60℃下真空干燥8小时,即为制得的磁性Fe3O4颗粒。
(2)称取制得的磁性Fe3O4颗粒11.6g,加入88.4g乙醇中,在30℃的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为20%的硅酸钠溶液15g和质量浓度为0.2%的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液25g,滴加完毕后,充分搅拌 下滴加氨水溶液至pH值为10,继续搅拌3小时,然后在150W超声功率下,超声20min,完成Fe3O4颗粒表面裹覆介孔SiO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60℃下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450℃焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SiO2壳层的磁性SiO2@Fe3O4纳米球。
(3)称取制得的磁性SiO2@Fe3O4纳米球25.0g,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)75.0g中,制成SiO2@Fe3O4质量浓度为25.0%的分散液;称取醋酸锌7.34g(0.04mol)溶于42.66g DMF中,制成醋酸锌质量浓度为14.68%的溶液;称取对苯二甲酸5.00g(0.03mol)溶于45.0g DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为10.0%的溶液;称取三乙胺4.0g溶于46.0g DMF中,制成三乙胺质量浓度为8.0%的溶液。
搅拌下,依次将醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SiO2@Fe3O4分散液中,其中SiO2@Fe3O4、醋酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1:0.34:0.16,充分搅拌使得醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SiO2@Fe3O4表面,然后在100W超声功率下,超声40min,完成SiO2@Fe3O4核表面MOF-5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80℃下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFs结构的磁性核MOFs材料,其中MOF-5的含量为23.36%,标记为23MOF-5@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。
磁性23MOF-5@SiO2@Fe3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为97.3%,产物的收率为96.8%。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。
实施例5
(1)称取27.0g FeCl3·6H2O溶解于73.0g去离子水中制成溶液,称取8.2g乙酸钠溶解于41.8g乙二醇中制成溶液,在30℃的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180℃晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60℃下真空干 燥8小时,即为制得的磁性Fe3O4颗粒。
(2)称取制得的磁性Fe3O4颗粒13.8g,加入86.2g乙醇中,在30℃的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为20%的硅酸钠溶液20g和质量浓度为0.2%的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液30g,滴加完毕后,充分搅拌下滴加氨水溶液至pH值为10,继续搅拌3小时,然后在100W超声功率下,超声30min,完成Fe3O4颗粒表面裹覆介孔SiO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60℃下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450℃焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SiO2壳层的磁性SiO2@Fe3O4纳米球。
(3)称取制得的磁性SiO2@Fe3O4纳米球10.0g,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)90.0g中,制成SiO2@Fe3O4质量浓度为10.0%的分散液;称取醋酸锌7.34g(0.04mol)溶于42.66g DMF中,制成醋酸锌质量浓度为14.68%的溶液;称取对苯二甲酸5.00g(0.03mol)溶于45.0g DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为10.0%的溶液;称取三乙胺5.0g溶于45.0g DMF中,制成三乙胺质量浓度为10.0%的溶液。
搅拌下,依次将醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SiO2@Fe3O4分散液中,其中SiO2@Fe3O4、醋酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1:1.23:0.5,充分搅拌使得醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SiO2@Fe3O4表面,然后在200W超声功率下,超声30min,完成SiO2@Fe3O4核表面MOF-5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80℃下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFs结构的磁性核MOFs材料,其中MOF-5的含量约为43.25%,标记为50MOF-5@SiO2@Fe3O4磁性核MOFs材料。
磁性50MOF-5@SiO2@Fe3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为99.6%,产物的收率为99.3%。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。

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1、10申请公布号CN103521269A43申请公布日20140122CN103521269A21申请号201310537927422申请日20131104B01J31/28200601B01J13/02200601B82Y40/00201101B82Y30/00201101H01F1/01200601C07C15/16200601C07C2/8820060171申请人北京化工大学地址100029北京市朝阳区北三环东路15号72发明人季生福李庆远蒋赛施达74专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张慧54发明名称一种具有磁性核金属有机骨架材料、制备及应用57摘要一种具有磁性核。

2、金属有机骨架材料、制备及应用,属于磁性金属有机骨架材料技术领域。采用FECL36H2O制成超顺磁性FE3O4核,以十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,以硅酸钠作为SIO2壳层的硅源,采用超声波的方法,在磁性FE3O4核表面形成介孔SIO2壳层,干燥后在N2保护下焙烧脱除模板剂,制备出磁性SIO2FE3O4纳米球;以磁性SIO2FE3O4纳米球为核,采用超声波的方法,将ZN金属离子和有机羧酸配体在磁性SIO2FE3O4核表面进行原位自组装网状结构IRMOFS。本发明的新型磁性MOFS材料,可作为液相催化反应的催化剂,在吸附、分离、生物医药等方面也具有应用价值。51INTCL权利要求书1页说明书6页1。

3、9中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页10申请公布号CN103521269ACN103521269A1/1页21一种具有磁性核金属有机骨架材料,其特征在于,具有磁性核金属有机骨架材料为磁性FE3O4核表面裹覆介孔SIO2壳层,在介孔SIO2壳层外原位自组装有网状IRMOFS,即在磁性SIO2FE3O4核表面具有网状IRMOFS结构的IRMOFSSIO2FE3O4磁性核MOFS材料。2按照权利要求1的一种具有磁性核金属有机骨架材料,其特征在于,IRMOFS在磁性IRMOFSSIO2FE3O4材料中的质量百分比为2050。3制备权利要求1所述的一种具有磁性核金属有机。

4、骨架材料的方法,其特征在于,包括如下步骤(1)磁性FE3O4颗粒制备将FECL36H2O溶解于水中,制成FECL3质量含量为1030的溶液,将乙酸钠溶解于乙二醇中,制成乙酸钠质量含量为520的乙二醇溶液,于30、有N2保护、搅拌条件下,将FECL3溶液滴加到乙酸钠的乙二醇溶液中,其中FECL3和乙酸钠的质量比为31,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60下真空干燥8小时,即为制得的磁性FE3O4颗粒;(2)磁性SIO2FE3O4纳米球制备称取制得的一定量磁性FE3O4颗粒,加入质量浓度为95的乙醇中,制成FE3O4质量浓度为10。

5、20的溶液,在40搅拌条件下,同时滴加质量浓度为520的硅酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液,滴加的量为FE3O4与硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1(0103)(00010005),使得硅酸钠能均匀分散在FE3O4颗粒表面,充分搅拌后,再滴加氨水溶液至PH值为10,继续搅拌3小时,然后在50W200W超声功率下,超声10MIN40MIN,完成FE3O4颗粒表面裹覆介孔SIO2壳层的过程,然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SIO2壳层的磁性SIO2FE3O4纳米球;(3)具。

6、有网状IRMOFS结构磁性核MOFS材料制备称取一定量的磁性SIO2FE3O4纳米球分散于N,N二甲基甲酰胺(DMF)中,制成SIO2FE3O4质量浓度为1030的分散液;称取一定量的硝酸锌或醋酸锌溶于DMF中,制成硝酸锌或醋酸锌质量浓度为1015的溶液;称取一定量的对苯二甲酸溶于DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为510的溶液;称取一定量的三乙胺溶于DMF中,制成三乙胺质量浓度为410的溶液;搅拌下,依次将硝酸锌或醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SIO2FE3O4分散液中,其中SIO2FE3O4硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸之和三乙胺的质量比为1(0213)(00505),其中硝酸。

7、锌或醋酸锌与对苯二甲酸中锌与对苯二甲酸摩尔比为43,充分搅拌,使得硝酸锌或醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SIO2FE3O4表面,然后在100W200W超声功率下,超声30MIN50MIN,完成SIO2FE3O4核表面网状IRMOFS的原位自组装过程,然后用DMF洗涤,80下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFS结构的IRMOFSSIO2FE3O4磁性核MOFS材料。4按照权利要求3的方法,其特征在于,步骤(2)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液质量浓度为02。5权利要求12所述的具有磁性核金属有机骨架材料用于甲苯和苄基氯液相烷基化催化反应的催化剂。权利要求书CN1035。

8、21269A1/6页3一种具有磁性核金属有机骨架材料、制备及应用技术领域0001本发明涉及一种具有磁性核金属有机骨架材料、其快速制备方法及应用,属于磁性金属有机骨架材料技术领域。背景技术0002金属有机骨架(METALORGANICFRAMEWORKS,MOFS)材料是由金属离子与有机配体通过自组装过程生成的一类具有多维网状结构的多孔晶体材料,具有纳米级的骨架型规整的孔道结构、大的比表面积和孔隙率等特点,在催化、吸附、分离等方面有广泛的应用(李庆远,季生福,郝志谋金属有机骨架材料及其在催化反应中的应用化学进展,2012,24815061518)。如PHAN等以MOF5作为催化剂,在甲苯与苄基溴。

9、的FRIEDELCRAFTS烷基化反应中表现出了优异的催化性能(NAMTSPHAN,KYKALE,TUANDPHANMOF5ASANEFFICIENTHETEROGENEOUSCATALYSTFORFRIEDELCRAFTSALKYLATIONREACTIONSAPPLIEDCATALYSISAGENERAL,2010,382246253)。但MOFS作为液相反应的催化剂时,反应后催化剂与产物的分离比较麻烦,这给催化剂的重复使用带来了一定的困难。0003以超顺磁性FE3O4为核制备的磁性催化剂,在液相催化反应完成后,可以采用外磁场很容易地对催化剂进行分离和回收。我们以超顺磁性FE3O4为核制备。

10、的CU/FE3O4SIO2磁性催化剂,在低浓度甲醛催化转化制氢的反应过程中,催化剂采用外磁场进行回收、重复循环使用8次仍然具有很好的性能(JUNHONGJI,PENGHUIZENG,SHENGFUJI,WEIYANG,HONGFEILIU,YINGYILICATALYTICACTIVITYOFCORESHELLSTRUCTUREDCU/FE3O4SIO2MICROSPHERECATALYSTSCATALYSISTODAY,2010,158305309);制备的TIO2/SIO2FE3O4磁性光催化剂,可以有效降解废水中的有机染料污染物(HONGFEILIU,ZHIGANGJIA,SHENGFU。

11、JI,YUANYUANZHENG,MINGLI,HAOYANGSYNTHESISOFTIO2/SIO2FE3O4MAGNETICMICROSPHERESANDTHEIRPROPERTIESOFPHOTOCATALYTICDEGRADATIONDYESTUFFCATALYSISTODAY,2011,175293298),在对有机染料罗丹明B的光催化降解中,催化剂用外磁场回收、重复循环使用8次仍然具有很好的降解性能。0004如果将MOFS材料合成在超顺磁性FE3O4核的表面,制备出磁性MOFS催化剂,就可以利用外磁场分离、回收、重复循环使用MOFS催化剂,从而大大提高MOFS催化剂的利用效率。基于。

12、这个思路,本发明首先制备了具有超顺磁性的FE3O4核,然后在FE3O4核表面裹覆SIO2壳层,制备出磁性SIO2FE3O4纳米球,最后在磁性SIO2FE3O4纳米球表面原位合成出MOFS,制备出一些新型的具有磁性核的MOFS材料。0005本发明的方法制备的新型磁性MOFS材料,不仅可以作为液相催化反应的催化剂,而且在吸附、分离、生物医药等方面也具有重要的应用价值。发明内容0006本发明的目的在于提供一种具有超顺磁性FE3O4核的MOFS材料及快速制备方法。说明书CN103521269A2/6页4采用FECL36H2O制成超顺磁性FE3O4核,以十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,以廉价的硅酸钠作为。

13、磁性FE3O4核表面裹覆SIO2壳层的硅源,采用超声波的方法,在磁性FE3O4核表面快速形成一层介孔SIO2壳层,干燥后在N2保护下焙烧脱除模板剂,从而制备出一种具有介孔SIO2壳层和大比表面积的磁性SIO2FE3O4纳米球。然后以磁性SIO2FE3O4纳米球为核,采用超声波的方法,将ZN金属离子和有机羧酸配体在磁性SIO2FE3O4核表面进行原位自组装,进而合成出磁性SIO2FE3O4核表面具有网状IRMOFS(ISORETICULARMETALORGANICFRAMEWORKS,IRMOFS)结构的IRMOFSSIO2FE3O4磁性核MOFS材料。0007本发明的一种具有磁性核金属有机骨架。

14、材料,其特征在于,具有磁性核金属有机骨架材料为磁性FE3O4核表面裹覆介孔SIO2壳层,在介孔SIO2壳层外原位自组装有网状IRMOFS,即在磁性SIO2FE3O4核表面具有网状IRMOFS结构的IRMOFSSIO2FE3O4磁性核MOFS材料。优选IRMOFS在磁性IRMOFSSIO2FE3O4材料中的质量百分比为2050。0008本发明上述具有网状IRMOFS结构IRMOFSSIO2FE3O4磁性核MOFS材料采用包括如下方法制备0009(1)磁性FE3O4颗粒制备将FECL36H2O溶解于水中,制成FECL3质量含量为1030的溶液。将乙酸钠溶解于乙二醇中,制成乙酸钠质量含量为520的乙。

15、二醇溶液,于30、有N2保护、搅拌条件下,将FECL3溶液滴加到乙酸钠的乙二醇溶液中(其中FECL3和乙酸钠的质量比为31),滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60下真空干燥8小时,即为制得的磁性FE3O4颗粒。0010(2)磁性SIO2FE3O4纳米球制备称取制得的一定量磁性FE3O4颗粒,加入质量浓度为95的乙醇中,制成FE3O4质量浓度为1020的溶液,在40搅拌条件下,同时滴加质量浓度为520的硅酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液(优选质量浓度为02),滴加的量为FE3O4与硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵的。

16、质量比为1(0103)(00010005),使得硅酸钠能均匀分散在FE3O4颗粒表面,充分搅拌后,再滴加氨水溶液至PH值为10,继续搅拌3小时,然后在50W200W超声功率下,超声10MIN40MIN,完成FE3O4颗粒表面裹覆介孔SIO2壳层的过程,然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SIO2壳层的磁性SIO2FE3O4纳米球。0011(3)具有网状IRMOFS结构磁性核MOFS材料制备称取一定量的磁性SIO2FE3O4纳米球分散于N,N二甲基甲酰胺(DMF)中,制成SIO2FE3O4质量浓度为。

17、1030的分散液;称取一定量的硝酸锌或醋酸锌溶于DMF中,制成硝酸锌或醋酸锌质量浓度为1015的溶液;称取一定量的对苯二甲酸溶于DMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为510的溶液;称取一定量的三乙胺溶于DMF中,制成三乙胺质量浓度为410的溶液;搅拌下,依次将硝酸锌或醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SIO2FE3O4分散液中,其中SIO2FE3O4硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸之和三乙胺的质量比为1(0213)(00505),其中硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸中锌与对苯二甲酸摩尔比为43,充分搅拌,使得硝酸锌或醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SIO2FE3O4表面,然后在100W20。

18、0W超声功率下,超声30MIN50MIN,完成SIO2FE3O4核表面网状IRMOFS的原位自组装过程,然后用DMF洗涤,80下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFS结构说明书CN103521269A3/6页5的IRMOFSSIO2FE3O4磁性核MOFS材料。这里的网状IRMOFS标记为MOF5,磁性核MOFS材料标记为磁性MOF5SIO2FE3O4材料。0012本发明采用制备的磁性MOF5SIO2FE3O4材料作为甲苯和苄基氯液相烷基化催化反应的催化剂,评价了磁性MOF5SIO2FE3O4的催化性能和反应后催化剂的外磁场分离、回收、重复循环使用性能,发现磁性MOF5SIO2FE3。

19、O4催化剂具有很好的催化性能和重复循环使用性能。0013本发明制备的具有网状IRMOFS结构的磁性核MOF5SIO2FE3O4材料有如下显著优点0014(1)在磁性核SIO2FE3O4表面原位自组装合成网状IRMOFS结构MOF5的过程中,由于采用了超声波技术,使得MOF5的形成非常快,从而大大缩短了制备磁性核MOF5SIO2FE3O4材料的时间,同时也节约了能耗。0015(2)制备的磁性核MOF5SIO2FE3O4材料作为催化剂,在液相催化反应中与反应产物可以很容易地用外加磁场进行分离,这可以提高液相催化反应的催化剂重复使用效率,减少液相催化反应的分离成本。0016(3)由于制备的磁性核MO。

20、F5SIO2FE3O4材料具有MOF5的孔道结构和大的比表面积,还可以在磁性吸附、贵金属回收、靶向给药载体、生物蛋白分离等方面有很好的应用前景。具体实施方式0017下面结合实施例对本发明作进一步的描述,但本发明并不局限于此。0018实施例10019(1)称取134GFECL36H2O溶解于866G去离子水中制成溶液,称取41G乙酸钠溶解于459G乙二醇中制成溶液,在30的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60下真空干燥8小时,即为制得的磁性FE3O4颗粒。0020(2)称取制得。

21、的磁性FE3O4颗粒58G,加入442G乙醇中,在30的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为5的硅酸钠溶液20G和质量浓度为02的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液5G,滴加完毕后,充分搅拌下滴加氨水溶液至PH值为10,继续搅拌3小时,然后在50W超声功率下,超声40MIN,完成FE3O4颗粒表面裹覆介孔SIO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SIO2壳层的磁性SIO2FE3O4纳米球。0021(3)称取制得的磁性SIO2FE3O4纳米球300G,加入N,N二甲基甲酰胺(。

22、DMF)700G中,制成SIO2FE3O4质量浓度为300的分散液;称取硝酸锌594G(002MOL)溶于4406GDMF中,制成硝酸锌质量浓度为119的溶液;称取对苯二甲酸25G(0015MOL)溶于475GDMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为50的溶液;称取三乙胺21G溶于479GDMF中,制成三乙胺质量浓度为42的溶液。0022搅拌下,依次将硝酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SIO2FE3O4分散液中,其中SIO2FE3O4、硝酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1028007,充说明书CN103521269A4/6页6分搅拌使得硝酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SIO。

23、2FE3O4表面,在100W超声功率下,超声50MIN,完成SIO2FE3O4核表面MOF5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFS结构的磁性核MOFS材料,其中MOF5的含量为1127,标记为11MOF5SIO2FE3O4磁性核MOFS材料。0023磁性11MOF5SIO2FE3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为948,产物的收率为935。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。0024实施例20025(1)称取203GFECL36H2O溶解于797G去离子水中制成溶液,称取62G乙酸钠溶解于438G乙。

24、二醇中制成溶液,在30的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60下真空干燥8小时,即为制得的磁性FE3O4颗粒。0026(2)称取制得的磁性FE3O4颗粒69G,加入431G乙醇中,在30的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为10的硅酸钠溶液20G和质量浓度为02的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液10G,滴加完毕后,充分搅拌下滴加氨水溶液至PH值为10,继续搅拌3小时,然后在150W超声功率下,超声30MIN,完成FE3O4颗粒表面裹覆介孔SIO2壳层的过程。然后自然。

25、冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SIO2壳层的磁性SIO2FE3O4纳米球。0027(3)称取制得的磁性SIO2FE3O4纳米球150G,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)850G中,制成SIO2FE3O4质量浓度为150的分散液;称取硝酸锌594G(002MOL)溶于4406GDMF中,制成硝酸锌质量浓度为119的溶液;称取对苯二甲酸250G(0015MOL)溶于475GDMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为50的溶液;称取三乙胺30G溶于470GDMF中,制成三乙胺质量浓度为42的溶液。0028搅拌下,。

26、依次将硝酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SIO2FE3O4分散液中,其中SIO2FE3O4、硝酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1056020,充分搅拌使得硝酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SIO2FE3O4表面,然后在150W超声功率下,超声30MIN,完成SIO2FE3O4核表面MOF5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFS结构的磁性核MOFS材料,其中MOF5的含量约为2025,标记为20MOF5SIO2FE3O4磁性核MOFS材料。0029磁性20MOF5SIO2FE3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为9。

27、66,产物的收率为958。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。0030实施例30031(1)称取270GFECL36H2O溶解于730G去离子水中制成溶液,称取82G乙酸钠溶解于418G乙二醇中制成溶液,在30的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60下真空干燥8小时,即为制得的磁性FE3O4颗粒。0032(2)称取制得的磁性FE3O4颗粒93G,加入407G乙醇中,在30的水浴温度、搅说明书CN103521269A5/6页7拌条件下,同时滴加。

28、质量浓度为15的硅酸钠溶液15G和质量浓度为02的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液15G,滴加完毕后,充分搅拌下滴加氨水溶液至PH值为10,继续搅拌3小时,然后在50W超声功率下,超声40MIN,完成FE3O4颗粒表面裹覆介孔SIO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SIO2壳层的磁性SIO2FE3O4纳米球。0033(3)称取制得的磁性SIO2FE3O4纳米球100G,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)900G中,制成SIO2FE3O4质量浓度为100的分散液;称取硝酸锌59。

29、4G(002MOL)溶于4406GDMF中,制成硝酸锌质量浓度为119的溶液;称取对苯二甲酸250G(0015MOL)溶于4751GDMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为50的溶液;称取三乙胺40G溶于460GDMF中,制成三乙胺质量浓度为80的溶液。0034搅拌下,依次将硝酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SIO2FE3O4分散液中,其中SIO2FE3O4、硝酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1084040,充分搅拌使得硝酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SIO2FE3O4表面,然后在150W超声功率下,超声40MIN,完成SIO2FE3O4核表面MOF5的原位自组装过程,用D。

30、MF洗涤,80下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFS结构的磁性核MOFS材料,其中MOF5的含量为2759,标记为27MOF5SIO2FE3O4磁性核MOFS材料。0035磁性27MOF5SIO2FE3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为982,产物的收率为975。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。0036实施例40037(1)称取203GFECL36H2O溶解于697G去离子水中制成溶液,称取62G乙酸钠溶解于438G乙二醇中制成溶液,在30的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在。

31、180晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60下真空干燥8小时,即为制得的磁性FE3O4颗粒。0038(2)称取制得的磁性FE3O4颗粒116G,加入884G乙醇中,在30的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为20的硅酸钠溶液15G和质量浓度为02的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液25G,滴加完毕后,充分搅拌下滴加氨水溶液至PH值为10,继续搅拌3小时,然后在150W超声功率下,超声20MIN,完成FE3O4颗粒表面裹覆介孔SIO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450焙烧6小时脱除模板剂,即为。

32、制得的具有介孔SIO2壳层的磁性SIO2FE3O4纳米球。0039(3)称取制得的磁性SIO2FE3O4纳米球250G,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)750G中,制成SIO2FE3O4质量浓度为250的分散液;称取醋酸锌734G(004MOL)溶于4266GDMF中,制成醋酸锌质量浓度为1468的溶液;称取对苯二甲酸500G(003MOL)溶于450GDMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为100的溶液;称取三乙胺40G溶于460GDMF中,制成三乙胺质量浓度为80的溶液。0040搅拌下,依次将醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SIO2FE3O4分散液中,其中SIO2FE3O4、醋酸。

33、锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为1034016,充说明书CN103521269A6/6页8分搅拌使得醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SIO2FE3O4表面,然后在100W超声功率下,超声40MIN,完成SIO2FE3O4核表面MOF5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFS结构的磁性核MOFS材料,其中MOF5的含量为2336,标记为23MOF5SIO2FE3O4磁性核MOFS材料。0041磁性23MOF5SIO2FE3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为973,产物的收率为968。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显。

34、下降,催化剂基本没有损失。0042实施例50043(1)称取270GFECL36H2O溶解于730G去离子水中制成溶液,称取82G乙酸钠溶解于418G乙二醇中制成溶液,在30的水浴温度、搅拌条件下同时滴加到有N2保护的反应器中,滴加完毕后,将混合溶液放入高压釜中,在180晶化8小时,然后自然冷却,用去离子水和乙醇分别洗涤三次,60下真空干燥8小时,即为制得的磁性FE3O4颗粒。0044(2)称取制得的磁性FE3O4颗粒138G,加入862G乙醇中,在30的水浴温度、搅拌条件下,同时滴加质量浓度为20的硅酸钠溶液20G和质量浓度为02的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)乙醇溶液30G,滴加完毕后,。

35、充分搅拌下滴加氨水溶液至PH值为10,继续搅拌3小时,然后在100W超声功率下,超声30MIN,完成FE3O4颗粒表面裹覆介孔SIO2壳层的过程。然后自然冷却,分别用去离子水和乙醇洗涤到中性,60下真空干燥8小时,最后在N2保护下,于450焙烧6小时脱除模板剂,即为制得的具有介孔SIO2壳层的磁性SIO2FE3O4纳米球。0045(3)称取制得的磁性SIO2FE3O4纳米球100G,加入N,N二甲基甲酰胺(DMF)900G中,制成SIO2FE3O4质量浓度为100的分散液;称取醋酸锌734G(004MOL)溶于4266GDMF中,制成醋酸锌质量浓度为1468的溶液;称取对苯二甲酸500G(00。

36、3MOL)溶于450GDMF中,制成对苯二甲酸质量浓度为100的溶液;称取三乙胺50G溶于450GDMF中,制成三乙胺质量浓度为100的溶液。0046搅拌下,依次将醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SIO2FE3O4分散液中,其中SIO2FE3O4、醋酸锌与对苯二甲酸之和、三乙胺的质量比为112305,充分搅拌使得醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SIO2FE3O4表面,然后在200W超声功率下,超声30MIN,完成SIO2FE3O4核表面MOF5的原位自组装过程,用DMF洗涤,80下真空干燥12小时,即为制得的具有网状IRMOFS结构的磁性核MOFS材料,其中MOF5的含量约为4325,标记为50MOF5SIO2FE3O4磁性核MOFS材料。0047磁性50MOF5SIO2FE3O4催化剂在液相烷基化反应中,对甲苯的转化率为996,产物的收率为993。催化剂重复循环使用5次,对甲苯的转化率没有明显下降,催化剂基本没有损失。说明书CN103521269A。

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