负载MOFs的沸石分子筛复合材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及气体吸附材料，尤其涉及负载mofs的沸石分子筛复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、氡气(222rn，t1/2＝3.8235天)是一种在环境中无处不在的放射性惰性气体。作为238u/226ra衰变链的一部分，它被发现对公众的辐射剂量有很大的贡献。尽管rn在空气中的浓度极低，但rn可通过呼吸道吸入，以及饮食等途径进入人体，其衰变产生的α粒子对人体呼吸系统产生放射性随机性效应可辐照诱发肺癌，导致rn成为肺癌诱因的主要元凶之一。rn及其衰变子体于2012年被国际癌症研究机构认定为人类致癌物(i组)。世卫组织国际氡项目建议室内氡浓度的参考水平为100bq/m3，以最大限度地减少室内氡暴露对健康的危害。

2、利用多孔材料对氡气进行吸附是去除氡气的方法之一。多孔材料对气体吸附的影响主要体现在两个方面：首先，多孔材料的孔径大小会对气体吸附分离产生直接影响，当气体分子尺寸大于吸附剂孔径时无法被吸附，气体分子尺寸远远小于吸附剂孔径时容易从孔内逸散，气体分子等于或稍小于吸附剂孔径时才能产生强吸附作用，已有的模拟计算和实验研究表明孔道尺寸在且均一的多孔材料具有较好的rn吸附选择性；其次，多孔材料上的官能团和特殊位点会影响材料吸附性能，研究表明ag+、石墨表面电场等会对rn产生极化效应，进而增强与rn的相互作用提高其吸附能力。而现有氡气吸附材料往往存在比表面积较小，氡气吸附效果较差以及效率较低的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供负载mofs的沸石分子筛复合材料及其制备方法与应用，以至少解决现有氡气吸附材料存在的比表面积较小，氡气吸附效果较差以及效率较低的问题。

2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

3、第一方面，本发明提供了一种负载mofs的沸石分子筛复合材料，包括以下原料：固体agno3、2-氨基对苯二甲酸、n,n二甲基甲酰胺、ag-沸石分子筛，所述固体agno3、2-氨基对苯二甲酸、n,n二甲基甲酰胺、ag-沸石分子筛的用量比为(0.012～0.037)mol:(0.009～0.026)mol:(50～300)ml:(20～75)g。

4、结合第一方面，在一些实施例中，所述ag-沸石分子筛是将沸石分子筛浸泡于5～20wt％的硝酸银溶液中制得。

5、第二方面，本发明提供了一种负载mofs的沸石分子筛复合材料的制备方法，包括以下步骤：

6、将沸石分子筛加入硝酸银溶液中浸泡3～5h，过滤，得到ag-沸石分子筛；

7、将固体agno3和2-氨基对苯二甲酸溶解在n,n二甲基甲酰胺中，加入ag-沸石分子筛，震荡搅拌均匀，将所得的混合物转移到不锈钢高压反应釜中，于110～130℃加热反应12～24h，反应结束后将产物冷却，离心，收集粉末，然后将粉末浸入甲醇溶液中洗涤，在80～120℃条件下真空干燥6～10h，得到负载mofs的沸石分子筛复合材料。

8、结合第二方面，在一些实施例中，所述硝酸银溶液中硝酸银的浓度为5～20wt％。

9、结合第二方面，在一些实施例中，所述固体agno3、2-氨基对苯二甲酸和n,n二甲基甲酰胺的用量比为(1.2～3.7)mol:(0.9～2.6)mol:(50～300)ml。

10、结合第二方面，在一些实施例中，所述固体agno3、2-氨基对苯二甲酸、n,n二甲基甲酰胺、ag-沸石分子筛的用量比为(1.2～3.7)mol:(0.9～2.6)mol:(50～300)ml:(20～75)g。

11、结合第二方面，在一些实施例中，所述制备方法还包括将得到的负载mofs的沸石分子筛复合材料置于马弗炉中，以氮气为保护气，在160～200℃条件下煅烧活化4～8h。

12、第三方面，本发明还提供了第一方面所述的负载mofs的沸石分子筛复合材料或者第二方面所述的制备方法制备得到的负载mofs的沸石分子筛复合材料在氡气吸附材料中的应用。

13、本发明利用沸石分子筛为基底材料，将沸石分子筛用硝酸银溶液浸渍改性后负载有一定量的银离子，再原位生长材料mofs，协同沸石分子筛和mofs的孔径优势，制备了有益于氡气吸附效果的复合材料。经检测，本发明的负载mofs的沸石分子筛复合材料具有较大的比表面积，高达1298～1425m2/g。

14、本发明采用预先浸渍沸石分子筛的方法，借由ag能够通过离子交换很容易进入分子筛中，使得沸石分子筛表面及孔道内外都分布着ag+，原位生长的ag-mof便能更加均匀地分散于沸石材料上，且结构稳定、不易剥落，最终使得复合材料的吸附效果更加稳定、有效。经检测，发明的负载mofs的沸石分子筛复合材料对氡气的吸收效率能够达到81.4～93.5％，吸附效率较高，半穿透时间为55～83min，反映其对氡气较高的吸附结合能力。

15、本发明选用ag-mof，利用了ag对rn的极化效应，增强了本发明所制备的复合材料对氡气的吸附效应。

技术特征：

1.负载mofs的沸石分子筛复合材料，其特征在于，包括以下原料：固体agno3、2-氨基对苯二甲酸、n,n二甲基甲酰胺、ag-沸石分子筛，所述固体agno3、2-氨基对苯二甲酸、n,n二甲基甲酰胺、ag-沸石分子筛的用量比为(0.012～0.037)mol:(0.009～0.026)mol:(50～300)ml:(20～75)g。

2.根据权利要求1所述的负载mofs的沸石分子筛复合材料，其特征在于，所述ag-沸石分子筛是将沸石分子筛浸泡于5～20wt％的硝酸银溶液中制得。

3.负载mofs的沸石分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的负载mofs的沸石分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸银溶液中硝酸银的浓度为5～20wt％。

5.根据权利要求3所述的负载mofs的沸石分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述固体agno3、2-氨基对苯二甲酸和n,n二甲基甲酰胺的用量比为(1.2～3.7)mol:(0.9～2.6)mol:(50～300)ml。

6.根据权利要求5所述的负载mofs的沸石分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述固体agno3、2-氨基对苯二甲酸、n,n二甲基甲酰胺、ag-沸石分子筛的用量比为(1.2～3.7)mol:(0.9～2.6)mol:(50～300)ml:(20～75)g。

7.根据权利要求3所述的负载mofs的沸石分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括将得到的负载mofs的沸石分子筛复合材料置于马弗炉中，以氮气为保护气，在160～200℃条件下煅烧活化4～8h。

8.根据权利要求1或2所述的负载mofs的沸石分子筛复合材料或者根据权利要求3-7所述的制备方法制备得到的负载mofs的沸石分子筛复合材料在氡气吸附材料中的应用。

技术总结本发明涉及气体吸附材料技术领域，尤其涉及负载MOFs的沸石分子筛复合材料及其制备方法与应用，负载MOFs的沸石分子筛复合材料包括以下原料：固体AgNO<subgt;3</subgt;、2‑氨基对苯二甲酸、N,N二甲基甲酰胺、Ag‑沸石分子筛，所述固体AgNO<subgt;3</subgt;、2‑氨基对苯二甲酸、N,N二甲基甲酰胺、Ag‑沸石分子筛的用量比为(0.012～0.037)mol:(0.009～0.026)mol:(50～300)ml:(20～75)g。本发明利用沸石分子筛为基底材料，将沸石分子筛用硝酸银溶液浸渍改性后负载有一定量的银离子，再原位生长材料MOFs，协同沸石分子筛和MOFs的孔径优势，制备了具有较大比表面积，有益于氡气吸附效果的复合材料。技术研发人员：王乾有,刘华丽,丁佰锁,张贺,彭婷受保护的技术使用者：理工清科（重庆）先进材料研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23