一种机械化学法批量制备Mo原子掺杂MOF的方法

本发明涉及制备mo原子掺杂mof的方法，特别是一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法。

背景技术：

1、金属有机框架(mofs)是一类合成材料，由金属离子或金属离子簇和有机配体通过自组装过程结合形成。这些材料的特点是具有高度有序的多孔结构。mofs的多孔性使它们具有非常高的比表面积，这意味着单位质量的材料具有大量的表面空间，这对于催化剂和吸附剂来说非常有价值。此外，mofs的孔隙大小和功能性可以通过选择不同的金属中心和有机配体来调整，使其在设计特定化学和物理属性方面具有极高的灵活性。

2、尽管mofs有许多优点，但它们在实际应用中也面临一些限制。活性位点是材料上能够参与化学反应的特定部位，如果这些位点数量不够，或者因为结构不稳定而容易失活，都会影响材料的催化效率或吸附能力。

3、为了解决这些问题，研究者们尝试通过在mofs中掺杂不同的金属原子来提升其性能。通过在mofs结构中引入其他金属原子来改变其电子结构和表面特性，从而增强材料的催化活性或改善其稳定性。钼(mo)具有独特的电子属性和催化活性，mofs结构中引入钼(mo)将显著提升其性能。

4、由于水解等原因，常见的在zif中掺杂金属盐的办法对于mo盐并不适用。而且传统的掺杂方法，如溶液法和热处理法，通常涉及复杂的操作步骤和高能耗条件。溶液法可能需要使用有毒的溶剂，以水热法合成通常采用的是采用martian等的制备方法，时间在数周左右；热处理法则需要在高温下进行，这些条件可能不适用于所有类型的mofs或可能导致结构破坏。在合成后进行掺杂通常用到高温与强酸，将破坏掉自身结构。

技术实现思路

1、钼(mo)是增强mofs性能的理想选择。本发明旨在克服mofs结构中引入mo原子的技术难点，以增强mofs材料的催化活性、改善其稳定性。

2、本发明采用如下技术方案：采用zno协同mo盐和有机配体一起球磨，以在mofs结构中引入mo原子。球磨过程中的高能撞击和剪切力有助于打破mo盐的晶格结构，释放出mo离子，与有机配体反应形成金属-有机框架，得到mo掺杂的正十二面体的mofs结构。

3、本发明提供如下技术方案：一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，该方法为：在球磨罐中加入mo盐、zno、nh4no3、2-甲基咪唑，研磨至均匀，再加入dmf，球磨；其中2-甲基咪唑：zno：mo盐：nh4no3：dmf的摩尔比为32:8:1:0.75:3.9～5.8。

4、进一步地，mo盐至少包括moo3或c10h14moo6中的一种。

5、进一步地，所述球磨以400r-600r/min的转速工作30mins-60mins停机10min，重复上述步骤共计4-6次。

6、进一步地，所述球磨罐的容积为50-100ml。

7、进一步地，所述球磨采用直径4-10mm的球磨珠。

8、进一步地，所述球磨采用直径8mm球磨珠2枚，直径6mm球磨珠6枚，直径4mm球磨珠20枚。

9、进一步地，所述球磨采用直径10mm球磨珠4枚，直径6mm球磨珠15枚，直径4mm球磨珠40枚。

10、进一步地，所述球磨采用直径8mm球磨珠4枚，直径6mm球磨珠12枚，直径4mm球磨珠40枚。

11、进一步地，所述球磨采用直径8mm球磨珠4枚，直径6mm球磨珠12枚，直径4mm球磨珠40枚。

12、本发明的有益效果在于：本发明通过zno，通过简单的球磨方式，成功的在mofs结构中引入mo原子，有望增强mofs材料的催化活性、改善其稳定性。

技术特征：

1.一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，包括如下步骤：将mo盐、zno、nh4no3、2-甲基咪唑，混合均匀，再加入dmf，球磨；其中2-甲基咪唑：zno：mo盐：nh4no3：dmf的摩尔比为32:8:1:0.75:3.9～5.8。

2.根据权利要求1所述的一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，mo盐至少包括moo3或c10h14moo6中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，所述球磨以400r-600r/min的转速工作30mins-60mins停机10min，重复上述步骤共计4-6次。

4.根据权利要求1所述的一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，所述球磨罐的容积为50-100ml。

5.根据权利要求1所述的一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，所述球磨采用直径4-10mm的球磨珠。

6.根据权利要求5所述的一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，所述球磨采用直径8mm球磨珠2枚，直径6mm球磨珠6枚，直径4mm球磨珠20枚。

7.根据权利要求5所述的一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，所述球磨采用直径10mm球磨珠4枚，直径6mm球磨珠15枚，直径4mm球磨珠40枚。

8.根据权利要求5所述的一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，所述球磨采用直径8mm球磨珠4枚，直径6mm球磨珠12枚，直径4mm球磨珠40枚。

9.根据权利要求5所述的一种机械化学法批量制备mo原子掺杂mof的方法，其特征在于，所述球磨采用直径8mm球磨珠4枚，直径6mm球磨珠12枚，直径4mm球磨珠40枚。

技术总结本发明涉及一种机械化学法批量制备Mo原子掺杂MOF的方法，包括如下步骤：在球磨罐中加入Mo盐、ZnO、NH<subgt;4</subgt;NO<subgt;3</subgt;、2‑甲基咪唑，研磨至均匀，再加入DMF，球磨；其中2‑甲基咪唑：ZnO：Mo盐：NH<subgt;4</subgt;NO<subgt;3</subgt;：DMF的摩尔比为32:8:1:0.75:3.9～5.8。本发明通过Mo盐和ZnO一起球磨，从而将Mo掺到MOF的节点上，有效增强MOFs性能。技术研发人员：张伟,徐伯宁,宋可心,邹旭,郑伟涛受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/8/27