一种MOFs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物及其制备方法与应用

未命名 07-27 阅读:76 评论:0

一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物及其制备方法与应用
技术领域
1.本发明属于纳米材料合成技术领域,具体涉及一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物及其制备方法与应用。


背景技术:

2.有序介孔金属氧化物具有通透的孔道、传质阻力小、比表面积高、含丰富可调的活性位点等多种优势,常常在传感器、微电子、光伏、催化多种应用领域表现出优异的性能,因此近些年得到广泛关注(yuan wang,hamidreza arandiyan,jason scott,ali bagheri,hongxing dai and rose amal,j.mater.chem.a,2017,5,8825-8846)。其中,稀土金属的原子或离子中有特殊的未充满的4f层结构,拥有同一般金属化合物不同的光谱特征,因此“铈”具有良好的氧化还原性和较强的储氧能力。氧化铈纳米材料不仅可以在金属载体界面上形成新的活性中心,而且还可以通过表面氧空位与材料粒子紧密结合,提高其反应速率和催化稳定性。1993年ozawa等首次报道了含ce
x
zr
1-x
o2的三效催化剂具有较高的催化活性(ozawa m,kimura m,isogai a,journal of alloys and compounds,1993,193(12):73
ꢀ‑
80)。随后的研究的表明在ceo2中zr
4+
形成的铈锆氧化物固溶体(ce
x
zr
1-x
o2),改善了ceo2的体相特性,极大提高了材料的贮氧能力和热稳定性,是目前催化剂领域的研究热点之一(chenwei li,yu sun,franziska hess,igor djerdj,joachim sann,pascal voepel,pascal cop,yanglong guo,bernd m.smarsly,herbert over,applied catalysis b:environmental 239(2018)628-635;p.dos santos xavier,v.rico-p
é
rez,a.m.hern
á
ndez-gim
é
nez,d.lozano-castell
ó
,agust
í
n bueno-l
ó
pez,appl.catal.b:environ 162(2015)412-419)。
3.稀土金属氧化物的合成方法主要包括水热反应(wangjun feng,jingzhou chen,yueping niu,wei zhao,li zhang,journal of alloys and compounds 906(2022)164341;rongli mi,dan li,zhun hu,and ralph t.yang,acs catal.2021,11,7876-7889)、溶胶-凝胶法(murnal khobragade,sachchit majhi,k.k.pant,applied energy 94(2012)385-394)、共沉淀法(zengsen sun,xinhao wu,daqin guan,xiaoyi chen,jie dai,yuxing gu,sixuan she,wei zhou,and zongping shao,acs appl.mater.interfaces 2021,13,50,59993-60001)和微乳液法(jiasheng wang,ying zhang,xiaonan xu,and ming bao,acs appl.mater.interfaces 2023,15,6,8149-8156),但这些方法合成的材料普遍为无孔的实心结构,而合理设计出一条简易的路线来实现有序介孔金属氧化物的精确可控合成仍然是一个巨大挑战。目前,已有较多研究报道了通过硬模板法来制备有序介孔金属氧化物,但是传统的硬模板法会不可避免地出现模板残留、工序复杂且成本高昂等问题,这些问题严重制约了其在介孔金属氧化物制备中的广泛应用(jixing liu,huifang cheng,jiafeng bao,pengfei zhang,miaomiao liu,yan leng,zihao zhang,runming tao,jian liu,zhen zhao and sheng dai,j.mater.chem.a,2019,7,22977)。近年,金属有
机框架被用作牺牲前体,将其高温热解构建的金属纳米材料广泛应用于锂离子电池、超级电容器、气体传感器、多相催化等领域(kui shen,xiaodong chen,junying chen,and yingwei li,acs catal.2016,6,5887-5903)。
4.金属有机骨架材料(metal-organic frameworks,mofs)是一类由有机配体与金属离子或金属团簇自组装而成的具有周期性网络结构的有机无机杂化材料,具有多孔结晶骨架、超高孔隙率和比表面积高、组成和结构可调等独特优势,在吸附、分离、催化等领域显示出巨大的应用潜力(k.shen,l.zhang,x.chen,l.liu,d.zhang,y.han,j.chen,j.long,r.luque,y.li,b.chen,science 359(2018)206-210)。尤其是mofs的结构多样性,其构筑金属元素可以从过渡元素拓展到主族元素,因此为多种氧化物(co3o4、fe2o3、in2o3、bi2o3、ceo2等)的制备提供可能。但目前大多数mofs在煅烧碳化过程中热稳定性较差,结构会发生不同程度的坍塌,导致其衍生的多孔材料普遍具有无序的孔结构或宽泛的孔径分布,比表面积较小,催化性能不够理想。值得注意的是,目前尚未出现mofs衍生的有序介孔氧化物的报道。显然,想要进一步提高现有mofs衍生材料在许多领域中的使用效率,就必须克服上述的瓶颈问题,提出一种制备mofs衍生的有序介孔氧化物的新路线。


技术实现要素:

5.本发明针对传统mofs基材料在煅烧碳化过程中热稳定性较差,结构坍塌严重,衍生材料孔结构呈无序排列的问题,提供了一种mofs衍生有序介孔氧化物制备的新路线,该方法以mofs为前体,通过调控高温热解策略,实现mofs热解过程中有序介孔结构的稳定不变,从而得到形貌保持良好、具有有序介孔结构的氧化物。此方法操作简便,制备过程绿色环保,所制备产品纯度高,结构可控,机械强度高,可直接作为催化剂使用,并且可实现温和条件下的多相反应。
6.本发明以三嵌段共聚物作为介孔模板剂得到有序介孔结构。以mofs为前体,通过两步法煅烧制备有序介孔铈锆复合氧化物;通过一步法煅烧制备外层具有有序介孔的蛋黄壳铈锆复合氧化物。通过原位掺杂锆提高材料多相催化性能。
7.本发明的目的通过如下技术方案实现。
8.一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物的制备方法,包括以下步骤:
9.(1)向嵌段共聚物的溶液中依次加入调节剂、铈和锆的金属源、有机配体,加热反应,离心洗涤、干燥,得到具有有序介孔结构的mofs;
10.(2)采用两步法煅烧策略,将步骤(1)的mofs在惰性气氛下高温热解,转化为铈锆复合氧化物碳材料,随后在氧化性气氛中煅烧以除去残留的碳,得到mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物;本发明以mofs为前体成功制备出具有有序介孔结构的氧化物,该材料具有保留完好且通透的有序孔道,形貌保持良好,有利于反应的传质以及活性位点的暴露;
11.或采用一步法煅烧策略,将步骤(1)mofs直接在氧化性气氛下高温热解,得到mofs衍生的有序介孔蛋黄壳铈锆复合氧化物。
12.优选的,所述嵌段共聚物为f127(peo
106
ppo
70
peo
106
)和p123(peo
20
ppo
70
peo
20
)中的一种或多种;
13.优选的,所述嵌段共聚物的溶液的溶剂为水、乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、甲苯中的一种或多种;
14.优选的,所述嵌段共聚物的溶液的浓度为10g/l-20g/l。
15.优选的,所述铈和锆的金属源为铈盐和锆盐;所述的铈盐为硝酸铈铵、硝酸铈和氯化铈中的一种;所述锆盐为硝酸锆、氯化锆和氯氧化锆中的一种;
16.优选的,所述铈和锆的金属源中铈和锆的物质的量之比为1:9-9:1。
17.进一步优选的,所述铈和锆的金属源中铈和锆的物质的量之比为1:9-3:7。
18.优选的,所述的调节剂为冰醋酸和高氯酸钠;所述有机配体为对苯二甲酸或2-氨基对苯二甲酸;
19.优选的,所述嵌段共聚物的质量:调节剂的物质的量:铈和锆的金属源中铈和锆的总物质的量:有机配体的物质的量为500-1500mg:30-150mmol:5-15mmol:5-15mmol。
20.优选的,所述加热反应的温度为20-120℃;所述的加热反应的时间为0.1-24h;
21.优选的,所述加热反应的加热方式为油浴加热;
22.优选的,所述离心洗涤为去离子水、n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇离心洗涤1-10次。
23.优选的,两步法煅烧策略中,所述惰性气氛为氩气或氮气,所述高温热解的温度为150-1000℃,时间为0.5-24h;所述氧化性气氛中煅烧的温度为150-1000℃,时间为0.5-24h;所述氧化性气氛为空气;
24.优选的,一步法煅烧策略中,所述氧化性气氛为空气;所述高温热解的温度为150-1000℃,高温热解的时间为0.5-24h。
25.上述的制备方法制得的mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物。
26.优选的,所述有序介孔铈锆复合氧化物尺寸为200-1500nm,孔径为2-15nm。
27.上述的mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物在催化co2和环氧化合物环加成反应中的应用。
28.优选的,所述环加成反应的条件为常温、常压以及无溶剂条件下。
29.优选的,所述环氧化合物为环氧氯丙烷。
30.与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
31.本发明以mofs为前体通过两步法煅烧衍生有序介孔金属氧化物,其有序介孔形貌保持良好,毫无坍塌,同时,以mofs为前体通过一步法煅烧衍生外层具有有序介孔的蛋黄壳金属氧化物。此方法操作简便,制备过程绿色环保,所制备产品纯度高,结构可控,机械强度强,可直接作为催化剂使用,并且可实现常温、常压以及无溶剂条件下co2和环氧化合物的高效环加成,转化率和选择性可达99%,所制备的材料表现出优异的多相催化性能和稳定性。
附图说明
32.图1为本发明实施例1制备的om-cemof的扫描电镜和透射电镜图。
33.图2为本发明实施例2制备的mofs衍生的氧化铈碳材料的扫描电镜和透射电镜图。
34.图3为本发明实施例3制备的mofs衍生的有序介孔氧化铈的扫描电镜和透射电镜图。
35.图4为本发明实施例4制备的mofs衍生的蛋黄壳结构氧化铈的扫描电镜和透射电镜图。
36.图5为本发明实施例2制备的氧化铈碳材料、实施例3制备的有序介孔氧化铈、实施例4制备的蛋黄壳结构氧化铈的x射线衍射图。
37.图6为本发明实施例6制备的10%锆有序介孔复合金属氧化物的扫描电镜和透射电镜图。
38.图7为本发明实施例7制备的15%锆有序介孔复合金属氧化物的扫描电镜和透射电镜图。
39.图8为本发明实施例8制备的20%锆有序介孔复合金属氧化物的扫描电镜和透射电镜图。
40.图9为本发明实施例9制备的25%锆有序介孔复合金属氧化物的扫描电镜和透射电镜图。
41.图10为本发明实施例10制备的30%锆有序介孔复合金属氧化物的扫描电镜和透射电镜图。
42.图11为本发明实施例2、实施例3和实施例4制备的mofs衍生材料在常温、常压以及无溶剂条件下催化co2和环氧氯丙烷环加成性能。
43.图12为本发明实施例3和实施例6-10制备的有序介孔金属氧化物在常温、常压以及无溶剂条件下催化co2和环氧氯丙烷环加成性能。
44.图13为本发明实施例8制备的20%锆有序介孔复合金属氧化物在常温、常压以及无溶剂条件下催化co2和环氧氯丙烷环加成反应的循环稳定性。
45.图1-4、6-10中的上方两图为扫描电镜图,下方两图为透射电镜图。
具体实施方式
46.以下结合附图和实施例对本发明的具体实施作进一步的说明,但本发明的实施方式不限于此。
47.实施例1
48.(1)制备有序介孔om-cemof
49.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)和(nh4)2ce(no3)6(5.480g,10mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到有序介孔om-cemof。
50.图1为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,可以清晰地看到其十四面体的晶体结构,颗粒尺寸分布主要集中在200-1500nm,在更高的放大倍率下,可以在om-cemof的表面清楚地看到均匀有序的孔道阵列,孔的大小大约4nm。同时,从透射电镜图可以看到更多关于孔道微观结构的细节,电镜清晰地显示出孔道分布在整个颗粒内部,不限于表面。
51.实施例2
52.(1)制备有序介孔om-cemof
53.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)和(nh4)2ce(no3)6(5.480g,10mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、
n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到有序介孔om-cemof。
54.(2)制备mofs衍生的有序介孔氧化铈碳材料
55.将om-cemof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到mofs衍生有序介孔氧化铈碳材料om-ceo2@c。
56.图2为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,可以清晰地看到十四面体结构保持完好,内部结构也没有坍塌。
57.实施例3
58.(1)制备有序介孔om-cemof
59.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)和(nh4)2ce(no3)6(5.480g,10mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到有序介孔om-cemof。
60.(2)制备mofs衍生的有序介孔氧化铈材料
61.将om-cemof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到mofs衍生的有序介孔氧化铈材料om-ceo2。
62.图3为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,可以清晰地看到十四面体结构保持完好,内部结构也没有坍塌,表面可见均匀有序的孔道阵列,孔径约3.6nm。
63.实施例4
64.(1)制备有序介孔om-cemof
65.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)和(nh4)2ce(no3)6(5.480g,10mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到有序介孔om-cemof。
66.(2)制备mofs衍生的蛋黄壳结构氧化铈材料
67.将om-cemof转移至管式炉中,在空气气氛中,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到mofs衍生的蛋黄壳结构氧化铈材料ys-ceo2。
68.图4为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,十四面体结构保持完好,但内部孔道发生坍塌,外部仍保留部分有序介孔的形貌,形成了明显的蛋黄壳结构。
69.图5为本实施例和实施例2制备的氧化铈碳材料、实施例3制备的有序介孔氧化铈的x射线衍射图,经x射线衍射鉴定其主要物相为ceo2。
70.实施例5
71.(1)制备5%锆有序介孔om-cemof
72.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、
naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(0.161g,0.05mmol)和(nh4)2ce(no3)6(5.206g,9.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.05
ce
0.95
mof。
73.(2)制备5%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
74.将om-zr
0.05
ce
0.95
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到5%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.05
ce
0.95
o2@c。
75.(3)制备5%锆有序介孔复合金属氧化物
76.将om-zr
0.05
ce
0.95
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到5%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.05
ce
0.95
o2。
77.实施例6
78.(1)制备10%锆有序介孔om-cemof
79.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(0.322g,1mmol)和(nh4)2ce(no3)6(4.932g,9mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.10
ce
0.90
mof。
80.(2)制备10%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
81.将om-zr
0.10
ce
0.90
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到10%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.10
ce
0.90
o2@c。
82.(3)制备10%锆有序介孔复合金属氧化物
83.将om-zr
0.10
ce
0.90
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到10%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.10
ce
0.90
o2。
84.图6为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,可以清晰地看到十四面体结构保持完好,内部结构也没有坍塌,表面可见均匀有序的孔道阵列,孔径约3.4nm。
85.实施例7
86.(1)制备15%锆有序介孔om-cemof
87.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(0.483g,1.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(4.658g,8.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.15
ce
0.85
mof。
88.(2)制备15%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
89.将om-zr
0.15
ce
0.85
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到15%锆有序介孔复合金属
氧化物碳材料om-zr
0.15
ce
0.85
o2@c。
90.(3)制备15%锆有序介孔复合金属氧化物
91.将om-zr
0.15
ce
0.85
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到15%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.15
ce
0.85
o2。
92.图7为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,可以清晰地看到十四面体结构保持完好,内部结构也没有坍塌,表面可见均匀有序的孔道阵列,孔径约3.4nm。
93.实施例8
94.(1)制备20%锆有序介孔om-cemof
95.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(0.644g,2mmol)和(nh4)2ce(no3)6(4.384g,8mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.20
ce
0.80
mof。
96.(2)制备20%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
97.将om-zr
0.20
ce
0.80
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到20%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.20
ce
0.80
o2@c。
98.(3)制备20%锆有序介孔复合金属氧化物
99.将om-zr
0.20
ce
0.80
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到20%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.20
ce
0.80
o2。
100.图8为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,可以清晰地看到十四面体结构保持完好,内部结构也没有坍塌,表面可见均匀有序的孔道阵列,孔径约3.3nm。
101.实施例9
102.(1)制备25%锆有序介孔om-cemof
103.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(0.805g,2.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(4.110g,7.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.25
ce
0.75
mof。
104.(2)制备25%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
105.将om-zr
0.25
ce
0.75
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到25%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.25
ce
0.75
o2@c。
106.(3)制备25%锆有序介孔复合金属氧化物
107.将om-zr
0.25
ce
0.75
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到25%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.25
ce
0.75
o2。
108.图9为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,可以清晰地看到十四面体结构保持完好,内部结构也没有坍塌,表面可见均匀有序的孔道阵列,孔径约3.5nm。
109.实施例10
110.(1)制备30%锆有序介孔om-cemof
111.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(0.966g,3mmol)和(nh4)2ce(no3)6(3.836g,7mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.30
ce
0.70
mof。
112.(2)制备30%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
113.将om-zr
0.30
ce
0.70
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到30%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.30
ce
0.70
o2@c。
114.(3)制备30%锆有序介孔复合金属氧化物
115.将om-zr
0.30
ce
0.70
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到30%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.30
ce
0.70
o2。
116.图10为本实施例的扫描电镜图和透射电镜图,可以清晰地看到十四面体结构保持完好,内部结构也没有坍塌,表面可见均匀有序的孔道阵列,孔径约3.5nm。
117.图11为一步法和两步法煅烧产物om-ceo2、om-ceo2@c、ys-ceo2在常温、常压以及无溶剂条件下催化co2和环氧氯丙烷环加成的性能图,经过36h反应,om-ceo2可以达到33%的产率,优于一步法产物ys-ceo2。
118.图12为om-zr
x
ce
1-x
o2在常温、常压以及无溶剂条件下催化co2和环氧氯丙烷环加成的性能图,可以看到om-zr
0.20
ce
0.80
o2具有优异的催化性能,能实现常温常压下co2和环氧氯丙烷的催化转化,反应36小时,转化率和选择性可达99%,明显优于其他催化剂材料,表明有序介孔结构和锆能更好的暴露更多活性位点,提升催化性能。
119.图13为实施例8制备的om-zr
0.20
ce
0.80
o2循环稳定性测试,表明该催化剂循环使用十次催化性能没有出现明显下降,证明具有较高的循环稳定性。
120.实施例11
121.(1)制备35%锆有序介孔om-cemof
122.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(1.127g,3.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(3.562g,6.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.35
ce
0.65
mof。
123.(2)制备35%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
124.将om-zr
0.35
ce
0.65
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到35%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.35
ce
0.65
o2@c。
125.(3)制备35%锆有序介孔复合金属氧化物
126.将om-zr
0.35
ce
0.65
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到35%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.35
ce
0.65
o2。
127.实施例12
128.(1)制备40%锆有序介孔om-cemof
129.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(1.288g,4mmol)和(nh4)2ce(no3)6(3.288g,6mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.40
ce
0.60
mof。
130.(2)制备40%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
131.将om-zr
0.40
ce
0.60
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到40%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.40
ce
0.60
o2@c。
132.(3)制备40%锆有序介孔复合金属氧化物
133.将om-zr
0.40
ce
0.60
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到40%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.40
ce
0.60
o2。
134.实施例13
135.(1)制备45%锆有序介孔om-cemof
136.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(1.449g,4.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(3.014g,5.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.45
ce
0.55
mof。
137.(2)制备45%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
138.将om-zr
0.45
ce
0.55
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到45%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.45
ce
0.55
o2@c。
139.(3)制备45%锆有序介孔复合金属氧化物
140.将om-zr
0.45
ce
0.55
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到45%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.45
ce
0.55
o2。
141.实施例14
142.(1)制备50%锆有序介孔om-cemof
143.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(1.610g,5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(2.740g,5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应
液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.50
ce
0.50
mof。
144.(2)制备50%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
145.将om-zr
0.50
ce
0.50
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到50%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.50
ce
0.50
o2@c。
146.(3)制备50%锆有序介孔复合金属氧化物
147.将om-zr
0.50
ce
0.50
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到50%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.50
ce
0.50
o2。
148.实施例15
149.(1)制备55%锆有序介孔om-cemof
150.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(1.771g,5.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(2.466g,4.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.55
ce
0.45
mof。
151.(2)制备55%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
152.将om-zr
0.55
ce
0.45
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到55%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.55
ce
0.45
o2@c。
153.(3)制备55%锆有序介孔复合金属氧化物
154.将om-zr
0.55
ce
0.45
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到55%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.55
ce
0.45
o2。
155.实施例16
156.(1)制备60%锆有序介孔om-cemof
157.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(1.932g,6mmol)和(nh4)2ce(no3)6(2.192g,4mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.60
ce
0.40
mof。
158.(2)制备60%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
159.将om-zr
0.60
ce
0.40
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到60%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.60
ce
0.40
o2@c。
160.(3)制备60%锆有序介孔复合金属氧化物
161.将om-zr
0.60
ce
0.40
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降
温至室温,取出样品,即得到60%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.60
ce
0.40
o2。
162.实施例17
163.(1)制备65%锆有序介孔om-cemof
164.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(2.093g,6.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(1.918g,3.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.65
ce
0.35
mof。
165.(2)制备65%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
166.将om-zr
0.65
ce
0.35
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到65%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.65
ce
0.35
o2@c。
167.(3)制备65%锆有序介孔复合金属氧化物
168.将om-zr
0.65
ce
0.35
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到65%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.65
ce
0.35
o2。
169.实施例18
170.(1)制备70%锆有序介孔om-cemof
171.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(2.254g,7mmol)和(nh4)2ce(no3)6(1.644g,3mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.70
ce
0.30
mof。
172.(2)制备70%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
173.将om-zr
0.70
ce
0.30
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到70%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.70
ce
0.30
o2@c。
174.(3)制备70%锆有序介孔复合金属氧化物
175.将om-zr
0.70
ce
0.30
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到70%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.70
ce
0.30
o2。
176.实施例19
177.(1)制备75%锆有序介孔om-cemof
178.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(2.415g,7.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(1.370g,2.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.75
ce
0.25
mof。
179.(2)制备75%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
180.将om-zr
0.75
ce
0.25
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到75%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.75
ce
0.25
o2@c。
181.(3)制备75%锆有序介孔复合金属氧化物
182.将om-zr
0.75
ce
0.25
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到75%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.75
ce
0.25
o2。
183.实施例20
184.(1)制备80%锆有序介孔om-cemof
185.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(2.576g,8mmol)和(nh4)2ce(no3)6(1.096g,2mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.80
ce
0.20
mof。
186.(2)制备80%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
187.将om-zr
0.80
ce
0.20
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到80%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.80
ce
0.20
o2@c。
188.(3)制备80%锆有序介孔复合金属氧化物
189.将om-zr
0.80
ce
0.20
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到80%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.80
ce
0.20
o2。
190.实施例21
191.(1)制备85%锆有序介孔om-cemof
192.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(2.737g,8.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(0.822g,1.5mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.85
ce
0.15
mof。
193.(2)制备85%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
194.将om-zr
0.85
ce
0.15
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到85%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.85
ce
0.15
o2@c。
195.(3)制备85%锆有序介孔复合金属氧化物
196.将om-zr
0.85
ce
0.15
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到85%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.85
ce
0.15
o2。
197.实施例22
198.(1)制备90%锆有序介孔om-cemof
199.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(2.898g,9mmol)和(nh4)2ce(no3)6(0.548g,1mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.90
ce
0.10
mof。
200.(2)制备90%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
201.将om-zr
0.90
ce
0.10
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到90%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.90
ce
0.10
o2@c。
202.(3)制备90%锆有序介孔复合金属氧化物
203.将om-zr
0.90
ce
0.10
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到90%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.90
ce
0.10
o2。
204.实施例23
205.(1)制备95%锆有序介孔om-cemof
206.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(3.059g,9.5mmol)和(nh4)2ce(no3)6(0.274g,0.05mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到om-zr
0.95
ce
0.05
mof。
207.(2)制备95%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料
208.将om-zr
0.95
ce
0.05
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到95%锆有序介孔复合金属氧化物碳材料om-zr
0.95
ce
0.05
o2@c。
209.(3)制备95%锆有序介孔复合金属氧化物
210.将om-zr
0.95
ce
0.05
mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到95%锆有序介孔复合金属氧化物om-zr
0.95
ce
0.05
o2。
211.实施例24
212.(1)制备有序介孔zr-mof
213.将f127(1.0g)溶于60ml去离子水中超声分散,依次加入冰醋酸(3.0ml,51mmol)、naclo4(5g,35mmol)、zrocl2(3.220g,10mmol),剧烈摇匀,最后,加入对苯二甲酸(1.66g,10mmol)形成混合溶液,在60℃的油浴锅中反应20分钟。反应液离心后,依次用水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇洗涤2-5次,最后,在60℃下真空干燥即可得到zr-mof。
214.(2)制备有序介孔金属氧化物碳材料
215.将zr-mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至室温,取出样品,即得到有序介孔金属氧化物碳材料om-zro2@c。
216.(3)制备有序介孔金属氧化物
217.将zr-mofzr-mof转移至管式炉中,在氩气气氛保护下,以2℃/min的速率从室温升温至500℃,热解4h,然后自然降温至400℃,随后在空气气氛中,热解0.5h,最后自然降温至室温,取出样品,即得到有序介孔金属氧化物om-zro2。
218.上述实施例用来解释说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本发明作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。

技术特征:
1.一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)向嵌段共聚物的溶液中依次加入调节剂、铈和锆的金属源、有机配体,加热反应,离心洗涤、干燥,得到具有有序介孔结构的mofs;(2)采用两步法煅烧策略,将步骤(1)的mofs在惰性气氛下高温热解,转化为铈锆复合氧化物碳材料,随后在氧化性气氛中煅烧以除去残留的碳,得到mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物;或采用一步法煅烧策略,将步骤(1)mofs直接在氧化性气氛下高温热解,得到mofs衍生的有序介孔蛋黄壳铈锆复合氧化物。2.根据权利要求1所述的一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物的制备方法,其特征在于,所述嵌段共聚物为f127和p123中的一种或多种;所述嵌段共聚物的溶液的溶剂为水、乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、甲苯中的一种或多种;所述嵌段共聚物的溶液的浓度为10g/l-20g/l。3.根据权利要求1所述的一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物的制备方法,其特征在于,所述铈和锆的金属源为铈盐和锆盐;所述的铈盐为硝酸铈铵、硝酸铈和氯化铈中的一种;所述锆盐为硝酸锆、氯化锆和氯氧化锆中的一种;所述铈和锆的金属源中铈和锆的物质的量之比为1:9-9:1。4.根据权利要求1所述的一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物的制备方法,其特征在于,所述的调节剂为冰醋酸和高氯酸钠;所述有机配体为对苯二甲酸或2-氨基对苯二甲酸;所述嵌段共聚物的质量:调节剂的物质的量:铈和锆的金属源中铈和锆的总物质的量:有机配体的物质的量为500-1500mg:30-150mmol:5-15mmol:5-15mmol。5.根据权利要求1所述的一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物的制备方法,其特征在于,所述加热反应的温度为20-120℃;所述的加热反应的时间为0.1-24h;所述加热反应的加热方式为油浴加热;所述离心洗涤为去离子水、n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇离心洗涤1-10次。6.根据权利要求1所述的一种mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物的制备方法,其特征在于,两步法煅烧策略中,所述惰性气氛为氩气或氮气,所述高温热解的温度为150-1000℃,时间为0.5-24h;所述氧化性气氛中煅烧的温度为150-1000℃,时间为0.5-24h;所述氧化性气氛为空气;一步法煅烧策略中,所述氧化性气氛为空气;所述高温热解的温度为150-1000℃,高温热解的时间为0.5-24h。7.由权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物。8.根据权利要求9所述的有序介孔铈锆复合氧化物,其特征在于,所述有序介孔铈锆复合氧化物尺寸为200-1500nm,孔径为2-15nm。9.权利要求7-8任一项所述的mofs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物在催化co2和环氧化合物环加成反应中的应用。10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述环加成反应的条件为常温、常压以及无溶剂条件下。

技术总结
本发明公开了一种MOFs衍生的有序介孔铈锆复合氧化物及其制备方法与应用。本发明通过向嵌段共聚物的溶液中依次加入调节剂、铈和锆的金属源、有机配体,加热反应,得到具有有序介孔结构的MOFs;采用两步法煅烧策略,将MOFs在惰性气氛下高温热解,转化为铈锆复合氧化物碳材料,随后在氧化性气氛中煅烧以除去残留的碳,得到铈锆复合氧化物;或采用一步法煅烧策略,将MOFs直接在氧化性气氛下高温热解,得到铈锆复合氧化物。本发明操作简便,制备过程绿色环保,产品纯度高,有序介孔结构可控,机械强度强,可直接作为催化剂材料,在常温、常压以及无溶剂条件下实现CO2和环氧化合物的高效环加成反应,转化率和选择性可达99%。转化率和选择性可达99%。转化率和选择性可达99%。


技术研发人员:沈葵 陈依敏 李映伟
受保护的技术使用者:华南理工大学
技术研发日:2023.03.13
技术公布日:2023/7/25
版权声明

本文仅代表作者观点,不代表航家之家立场。
本文系作者授权航家号发表,未经原创作者书面授权,任何单位或个人不得引用、复制、转载、摘编、链接或以其他任何方式复制发表。任何单位或个人在获得书面授权使用航空之家内容时,须注明作者及来源 “航空之家”。如非法使用航空之家的部分或全部内容的,航空之家将依法追究其法律责任。(航空之家官方QQ:2926969996)

航空之家 https://www.aerohome.com.cn/

飞机超市 https://mall.aerohome.com.cn/

航空资讯 https://news.aerohome.com.cn/

分享:

扫一扫在手机阅读、分享本文

相关推荐