本發(fā)明屬于化工分離、催化
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種雜化材料的制備方法及雜化材料、應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：在20世紀(jì)末之前，多孔材料一般分為兩種類(lèi)型：無(wú)機(jī)材料和碳質(zhì)材料，無(wú)機(jī)材料中以沸石分子篩為代表，全球經(jīng)濟(jì)很大程度上依賴于該材料在諸多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，而活性炭作為碳質(zhì)人造材料，是在1900年和1901年后才發(fā)現(xiàn)的，因其優(yōu)良的吸附除臭功能使得在20世紀(jì)的后半葉，環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為活性炭應(yīng)用的大戶。但隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的多孔材料越來(lái)越不能滿足當(dāng)代的工業(yè)需求，這時(shí)，一種新型的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料金屬有機(jī)骨架材料誕生了。1995年，第一個(gè)被命名為金屬有機(jī)骨架(Metal—OrganicFrameworks，MOFs)的材料在Nature雜志中報(bào)道。它是由YaghiOM研發(fā)出來(lái)的，具有二維結(jié)構(gòu)的配位化合物，由剛性的有機(jī)配體均苯三甲酸與過(guò)渡金屬Co合成。在后來(lái)的二十年中，MOFs材料的配位化學(xué)以驚人的速度和活力發(fā)展成了一個(gè)獨(dú)立分支，1999年，YaghiOM在Science雜志上報(bào)道了在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以剛性有機(jī)配體對(duì)苯二甲酸和過(guò)渡金屬zn合成的具有簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)的三維MOF材料——MOF-5。2002年，Yaghi又以MOF-5為原型，改變MOF-5的有機(jī)聯(lián)結(jié)體得到一系列具有與MOF-5類(lèi)似結(jié)構(gòu)的微孔金屬有機(jī)配合物IRMOF材料，如：IRMOF-8、IRMOF-1l和IRMOF-18，實(shí)現(xiàn)了從晶態(tài)微孔材料到晶體介孔材料的跨越。金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)是目前廣受關(guān)注的一類(lèi)多孔納米材料，具有高比表面積、可調(diào)的孔道、規(guī)整的結(jié)構(gòu)和豐富的表面化學(xué)活性等優(yōu)點(diǎn)，在氣體存儲(chǔ)、吸附分離、催化、生物醫(yī)學(xué)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。然而研究顯示，大部分MOFs的穩(wěn)定性較差。當(dāng)這些MOFs暴露于潮濕環(huán)境中時(shí)，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的坍塌，這一缺點(diǎn)限制了MOFs的應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。鑒于上述和/或現(xiàn)有制備二維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料的技術(shù)空白，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明其中的一個(gè)目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種水熱穩(wěn)定性好的二維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料的制備方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種雜化材料的制備方法，包括，采用氫氟酸選擇性侵蝕MAX相合成MXene，后將MXene加入到合成金屬有機(jī)骨架材料的前驅(qū)體溶液中合成雜化材料，經(jīng)后處理得到產(chǎn)品。作為本發(fā)明所述雜化材料的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述將MXene加入到合成金屬有機(jī)骨架材料的前驅(qū)體溶液中合成雜化材料，其是將摩爾比為1～2:1的金屬鹽和有機(jī)配體溶于溶劑中，再加入MXene攪拌，在60～200℃下反應(yīng)6～100h；所述金屬鹽，其中，金屬離子包括Zr4+、Cr3+、Al3+、Fe3+、Zn2+、Cu2+或Mg2+中的一種或幾種；所述有機(jī)配體包括吡啶、咪唑、均苯三酸或?qū)Ρ蕉姿嶂械囊环N或幾種；所述溶劑包括水、甲醇、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、丙酮或氯仿中的一種或幾種；所述攪拌，其轉(zhuǎn)速為1000～2000rpm。作為本發(fā)明所述雜化材料的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述采用HF選擇性侵蝕MAX相的合成MXene，其是將HF加入到MAX相中，常溫下反應(yīng)2～24h，用去離子水洗滌數(shù)次，直至水溶液的pH接近中性，放入真空干燥箱70～90℃烘干12～24h。作為本發(fā)明所述雜化材料的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述HF的濃度為45～55wt％，其添加量為每gMAX添加8～12mL。作為本發(fā)明所述雜化材料的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述后處理，其是將合成的雜化材料用N，N-二甲基甲酰胺和無(wú)水乙醇浸泡洗滌，再用二氯甲烷浸泡3～7d，然后過(guò)濾干燥。本發(fā)明另一個(gè)目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種水熱穩(wěn)定性好的二維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料。作為本發(fā)明所述雜化材料的一種優(yōu)選方案，其中：所述二維金屬碳氮化物與金屬有機(jī)骨架的質(zhì)量比為0.005～0.5:1。作為本發(fā)明所述雜化材料的一種優(yōu)選方案，其中：所述二維金屬碳氮化物與金屬有機(jī)骨架的質(zhì)量比為0.01～0.20:1。本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種利用權(quán)利要求6所述的雜化材料用于催化氧化苯乙烯體系的方法，將雜化材料在115～125℃下抽真空后加入氧化苯乙烯體系中，在55～65℃，900～1100r/min下攪拌反應(yīng)。本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種二維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料在超級(jí)電容器方面的應(yīng)用。本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種利用權(quán)利要求6所述的雜化材料用于催化氧化苯乙烯體系的方法，將雜化材料在140～160℃下抽真空預(yù)處理2～4h后，進(jìn)行氣體吸附。本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明的二維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料只需在合成金屬有機(jī)骨架的過(guò)程中加入MXene進(jìn)行雜化制備，方法簡(jiǎn)單，可明顯提高金屬有機(jī)骨架材料的水熱穩(wěn)定性。(2)本發(fā)明提供的制備方法制得雜化材料的得率為70～90％。(3)本發(fā)明制得的金屬有機(jī)骨架雜化材料作為催化劑在催化氧化反應(yīng)體系中的效果極佳。(4)此發(fā)明制得的金屬有機(jī)骨架雜化材料作為吸附劑在吸附分離體系中的效果極佳，最高吸附為CO2的吸附容量是9.46mmol/g吸附劑，CO2/CH4的吸附選擇性是7.3:1，CO2/N2的吸附選擇性是40:1。(5)雜化材料相比于純MOF導(dǎo)電性增強(qiáng)，用作超級(jí)電容器效果極佳。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中：圖1為本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)材料X射線衍射譜圖，其中：1為HKUST-1穩(wěn)定性測(cè)試處理前的譜圖；2為HKUST-1穩(wěn)定性測(cè)試處理后的譜圖；3為實(shí)施例1的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理前的譜圖；4為實(shí)施例1的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理后的譜圖；5為實(shí)施例2的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理前的譜圖；6為實(shí)施例2的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理后的譜圖；7為實(shí)施例3的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理前的譜圖；8為實(shí)施例3的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理后的譜圖；9為實(shí)施例4的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理前的譜圖；10為實(shí)施例4的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理后的譜圖；11為實(shí)施例5的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理前的譜圖；12為實(shí)施例5的雜化材料穩(wěn)定性測(cè)試處理后的譜圖；13為MXene-Ti3C2的X射線衍射譜圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。其次，此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書(shū)中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。金屬有機(jī)骨架HKUST-1的制備：稱取0.5000g的三水合硝酸銅和0.2500g的均苯三甲酸，加入4.25mL的N，N-二甲基甲酰胺、無(wú)水乙醇和水，攪拌1h，將上述的溶液在85℃溫度下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為21h。取出樣品過(guò)濾，用N，N-二甲基甲酰胺和無(wú)水乙醇洗滌，取出經(jīng)二氯甲烷浸泡后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架HKUST-1。金屬有機(jī)骨架MOF-5的制備：稱取1.2100g的六水合硝酸鋅和0.3400g的對(duì)苯二甲酸，加入40mLN，N-二甲基甲酰胺，攪拌15min，在120℃溫度下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為24h。取出樣品過(guò)濾，用N，N-二甲基甲酰胺洗滌后即可得金屬有機(jī)骨架MOF-5。金屬有機(jī)骨架MIL-53Al的制備：稱取0.7900g的九水合硝酸鋁和0.3400g的對(duì)苯二甲酸，加入40mL氫氟酸(48wt％)和20mL水，攪拌15min，在150℃下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為80h。取出樣品過(guò)濾，用水洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MIL-53Al。金屬有機(jī)骨架MIL-53Cr的制備，稱取0.8200g的九水合硝酸鉻和0.3400g的對(duì)苯二甲酸，加入40mL氫氟酸(48wt％)和20mL水，攪拌15min，在180℃下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為80h。取出樣品過(guò)濾，用水洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MIL-53Cr。金屬有機(jī)骨架MIL-100Fe的制備，稱取0.1330g的鐵粉和0.2500g的均苯三甲酸，加入20mL氫氟酸(48wt％)和10mL水，攪拌15min，在200℃下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10h。取出樣品過(guò)濾，用水洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MIL-100Fe。金屬有機(jī)骨架MIL-101Cr的制備，稱取0.8900g的六水合硝酸鉻和0.3400g的對(duì)苯二甲酸，加入40mL氫氟酸(48wt％)和20mL水，攪拌15min，在180℃下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10h。取出樣品過(guò)濾，用水洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MIL-101Cr。實(shí)施例1MXene-Ti3C2的制備：稱取1gTi3AlC2粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)24h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為6。在80℃真空干燥箱內(nèi)20h烘干，即可得MXene-Ti3C2。稱取0.5000g的三水合硝酸銅，0.2500g的均苯三甲酸和0.0075g的MXene-Ti3C2，分別加入4.25mL的N，N-二甲基甲酰胺、無(wú)水乙醇和水，攪拌1h，將上述的溶液在85℃溫度下攪拌反應(yīng)1000-2000rpm，反應(yīng)時(shí)間21h。取出樣品過(guò)濾，用N，N-二甲基甲酰胺和無(wú)水乙醇浸泡洗滌，取出經(jīng)二氯甲烷浸泡后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架HKUST-1與MXene-Ti3C2的雜化材料，計(jì)算其得率為85％。實(shí)施例2MXene-Ti3C2的制備：稱取1gTi3AlC2粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)24h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為6。在80℃真空干燥箱內(nèi)20h烘干，即可得MXene-Ti3C2。稱取0.5000g的三水合硝酸銅，0.2500g的均苯三甲酸和0.0225g的MXene-Ti3C2，分別加入4.25mL的N，N-二甲基甲酰胺、無(wú)水乙醇和水，攪拌1h，將上述的溶液在85℃溫度下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間21h。取出樣品過(guò)濾，用N，N-二甲基甲酰胺和無(wú)水乙醇洗滌，取出經(jīng)二氯甲烷浸泡后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架HKUST-1與MXene-Ti3C2的雜化材料，計(jì)算其得率為74％。實(shí)施例3MXene-Ti3C2的制備：稱取1gTi3AlC2粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)24h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為6。在80℃真空干燥箱內(nèi)12-24h烘干，即可得MXene-Ti3C2。稱取0.5000g的三水合硝酸銅，0.2500g的均苯三甲酸和0.0375g的MXene-Ti3C2，分別加入4.25mL的N，N-二甲基甲酰胺、無(wú)水乙醇和水，攪拌1h，將上述的溶液在85℃溫度下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間21h。取出樣品過(guò)濾，用N，N-二甲基甲酰胺和無(wú)水乙醇洗滌，取出經(jīng)二氯甲烷浸泡后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架HKUST-1與MXene-Ti3C2的雜化材料，計(jì)算其得率為80％。實(shí)施例4MXene-Ti3C2的制備：稱取1gTi3AlC2粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)24h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為6。在80℃真空干燥箱內(nèi)20h烘干，即可得MXene-Ti3C2。稱取0.5000g的三水合硝酸銅，0.2500g的均苯三甲酸和0.0525g的MXene-Ti3C2，分別加入4.25mL的N，N-二甲基甲酰胺、無(wú)水乙醇和水，攪拌1h，將上述的溶液在85℃溫度下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間21h。取出樣品過(guò)濾，用N，N-二甲基甲酰胺和無(wú)水乙醇洗滌，取出經(jīng)二氯甲烷浸泡后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架HKUST-1與MXene-Ti3C2的雜化材料，計(jì)算其得率為90％。實(shí)施例5MXene-Ti3C2的制備：稱取1gTi3AlC2粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)24h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為6。在80℃真空干燥箱內(nèi)20h烘干，即可得MXene-Ti3C2。稱取0.5000g的三水合硝酸銅，0.2500g的均苯三甲酸和0.0750g的MXene-Ti3C2，分別加入4.25mL的N，N-二甲基甲酰胺、無(wú)水乙醇和水，攪拌1h，將上述的溶液在85℃溫度下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間21h。取出樣品過(guò)濾，用N，N-二甲基甲酰胺和無(wú)水乙醇洗滌，取出經(jīng)二氯甲烷浸泡后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架HKUST-1與MXene-Ti3C2的雜化材料，計(jì)算其得率為82％。實(shí)施例6MXene-Ti3CN的制備：稱取1gTi3AlCN粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)18h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為7。在80℃真空干燥箱內(nèi)18h烘干，即可得MXene-Ti3CN。稱取1.2100g的六水合硝酸鋅、0.3400g的對(duì)苯二甲酸和0.1550g的MXene-Ti3CN，加入40mL的N，N-二甲基甲酰胺，攪拌15min，在120℃溫度下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為24h。取出樣品過(guò)濾，用N，N-二甲基甲酰胺洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MOF-5與MXene-Ti3CN的雜化材料，計(jì)算其得率為75％。實(shí)施例7MXene-Ti2C的制備：稱取1gTi2AlC粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)10h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為6。在80℃真空干燥箱內(nèi)20h烘干，即可得MXene-Ti2C。稱取0.7900g的九水合硝酸鋁、0.3400g的對(duì)苯二甲酸和0.1130g的MXene-Ti2C，加入40mL氫氟酸(48wt％)和20mL水，攪拌15min，在150℃下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為80h。取出樣品過(guò)濾，用水洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MIL-53Al與MXene-Ti2C的雜化材料，計(jì)算其得率為82％。實(shí)施例8MXene-V2C的制備：稱取1gV2AlC粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)8h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為5～7。在80℃真空干燥箱內(nèi)12-24h烘干，即可得MXene-V2C。稱取0.8200g的九水合硝酸鉻、0.3400g的對(duì)苯二甲酸和0.1160g的MXene-V2C，加入40mL氫氟酸(48wt％)和20mL水，攪拌15min，在180℃下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為80h。取出樣品過(guò)濾，用水洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MIL-53Cr與MXene-V2C的雜化材料，計(jì)算其得率為77％。實(shí)施例9MXene-Nb2C的制備：稱取1gTi2AlC粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)90h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為6。在80℃真空干燥箱內(nèi)20h烘干，即可得MXene-Ti2C。稱取0.1330g的鐵粉、0.2500g的均苯三甲酸和0.040g的MXene-Nb2C，加入20mL氫氟酸(48wt％)和10mL水，攪拌15min，在200℃下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10h。取出樣品過(guò)濾，用水洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MIL-100Fe與MXene-Nb2C的雜化材料，計(jì)算其得率為81％。實(shí)施例10MXene-Ta4C3的制備：稱取1gTa4AlC3粉末，加入10mLHF(49wt％),反應(yīng)72h后，用去離子水洗滌幾次，直至溶液pH值為6。在80℃真空干燥箱內(nèi)20h烘干，即可得MXene-Ta4C3。稱取0.8900g的六水合硝酸鉻、0.3400g的對(duì)苯二甲酸和0.1230g的MXene-Ta4C3，加入40mL氫氟酸(48wt％)和20mL水，攪拌15min，在180℃下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10h。取出樣品過(guò)濾，用水洗滌后晾干，即可得金屬有機(jī)骨架MIL-101Cr與MXene-Ta4C3的雜化材料，計(jì)算其得率為84％。實(shí)施例11本發(fā)明制得的維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料可作為催化劑在催化氧化反應(yīng)體系中進(jìn)行應(yīng)用。催化應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：稱取0.1000g的金屬有機(jī)骨架材料放入50mL的三口燒瓶中密閉，在120℃下密閉抽真空預(yù)處理，稱取0.3065g的氧化苯乙烯，量取15mL無(wú)水甲醇，注射至燒瓶中，在60℃溫度下，1000r/min轉(zhuǎn)速和通N2保護(hù)條件下密閉反應(yīng)，反應(yīng)2.5h后取上層清液經(jīng)過(guò)氣相色譜分析產(chǎn)物2-甲氧基-2苯乙醇。用1號(hào)樣品作為催化劑，在相同反應(yīng)條件下，得到2-甲氧基-2苯乙醇的收率為26.2％。用MXene-Ti3C2作為催化劑，在相同的反應(yīng)條件下，得到2-甲氧基-2-苯乙醇的收率為0％。用實(shí)施例1的雜化材料作為催化劑，在相同反應(yīng)條件下，得到2-甲氧基-2苯乙醇的收率為60.6％。用實(shí)施例2的雜化材料作為催化劑，在相同反應(yīng)條件下，得到2-甲氧基-2苯乙醇的收率為63.5％。用實(shí)施例3的雜化材料作為催化劑，在相同反應(yīng)條件下，得到2-甲氧基-2苯乙醇的收率為80.6％。用實(shí)施例4的雜化材料作為催化劑，在相同反應(yīng)條件下，得到2-甲氧基-2苯乙醇的收率為78.5％。用實(shí)施例5的雜化材料作為催化劑，在相同反應(yīng)條件下，得到2-甲氧基-2苯乙醇的收率為52.4％。實(shí)施例12本發(fā)明制得的二維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料可作為吸附劑在吸附分離體系中進(jìn)行應(yīng)用。吸附應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：稱取一定量的金屬有機(jī)骨架材料放入ASAP2020吸附測(cè)試儀器的樣品管中，在150℃下抽真空預(yù)處理3h，在273K溫度下測(cè)試0～760mmHg壓力范圍的CO2，CH4和N2吸附脫附等溫線。用1號(hào)樣品作為吸附劑，在相同的測(cè)試條件下，CO2的吸附容量為7.94mmol/g吸附劑，CO2/CH4的吸附選擇性為6.6:1，CO2/N2的吸附選擇性為41:1。用MXene-Ti3C2作為吸附劑，在相同的測(cè)試條件下，CO2的吸附容量為0.09mmol/g吸附劑。用實(shí)施例1的雜化材料作為吸附劑，在相同的測(cè)試條件下，CO2的吸附容量為9.15mmol/g吸附劑，CO2/CH4的吸附選擇性為6.8:1，CO2/N2的吸附選擇性為39:1。用實(shí)施例2的雜化材料作為吸附劑，在相同的測(cè)試條件下，CO2的吸附容量為9.46mmol/g吸附劑，CO2/CH4的吸附選擇性為7.3:1，CO2/N2的吸附選擇性為40:1。用實(shí)施例3的雜化材料作為吸附劑，在相同的測(cè)試條件下，CO2的吸附容量為8.84mmol/g吸附劑，CO2/CH4的吸附選擇性為6.7:1，CO2/N2的吸附選擇性為37:1。用實(shí)施例4的雜化材料作為吸附劑，在相同的測(cè)試條件下，CO2的吸附容量為8.48mmol/g吸附劑，CO2/CH4的吸附選擇性為6.3:1，CO2/N2的吸附選擇性為33:1。用實(shí)施例5的雜化材料作為吸附劑，在相同的測(cè)試條件下，CO2的吸附容量為7.68mmol/g吸附劑，CO2/CH4的吸附選擇性為5.7:1，CO2/N2的吸附選擇性為30:1。實(shí)施例13本發(fā)明制得的二維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料可用作超級(jí)電容器。在金屬有機(jī)骨架材料中引入MXene增強(qiáng)了MOF材料的導(dǎo)電性，從而增強(qiáng)了MOF材料的電化學(xué)性能。超級(jí)電容器性能試驗(yàn)：將樣品制成電極片，在0.5MNa2SO4溶液中測(cè)試不同電流密度下的單位電容值。用1號(hào)樣品作為電極片，測(cè)得單位電容為0.2Fg-1。用MXene-Ti3C2作為電極片，測(cè)得單位電容值為50Fg-1。用實(shí)施例1的樣品作為電極片，測(cè)得單位電容為25Fg-1。用實(shí)施例2的樣品作為電極片，測(cè)得單位電容為75Fg-1。用實(shí)施例3的樣品作為電極片，測(cè)得單位電容為180Fg-1。用實(shí)施例4的樣品作為電極片，測(cè)得單位電容為165Fg-1。用實(shí)施例5的樣品作為電極片，測(cè)得單位電容為140Fg-1。實(shí)施例14穩(wěn)定性能測(cè)試：稱取約0.02g的HKUST-1及實(shí)施例1～5其雜化材料，放置于一個(gè)開(kāi)放的容器內(nèi)與5mL水隔離放置在密閉的反應(yīng)釜內(nèi)，置于70℃烘箱內(nèi)處理12h。分別對(duì)處理前后的樣品進(jìn)行X射線衍射測(cè)試。稱取約0.02g的MOF-5及實(shí)施例6其雜化材料，放置于空氣中6h，分別對(duì)處理前后的樣品進(jìn)行X射線衍射測(cè)試。稱取約0.02g的MIL-53Al及實(shí)施例7其雜化材料，放置于一個(gè)開(kāi)放的容器內(nèi)與5mL水隔離放置在密閉的反應(yīng)釜內(nèi)，置于90℃烘箱內(nèi)處理12h。分別對(duì)處理前后的樣品進(jìn)行X射線衍射測(cè)試。稱取約0.02g的MIL-53Cr及實(shí)施例8其雜化材料，放置于一個(gè)開(kāi)放的容器內(nèi)與5mL水隔離放置在密閉的反應(yīng)釜內(nèi)，置于90℃烘箱內(nèi)處理12h。分別對(duì)處理前后的樣品進(jìn)行X射線衍射測(cè)試。稱取約0.02g的MIL-100Fe及實(shí)施例9其雜化材料，放置于一個(gè)開(kāi)放的容器內(nèi)與5mL水隔離放置在密閉的反應(yīng)釜內(nèi)，置于90℃烘箱內(nèi)處理12h。分別對(duì)處理前后的樣品進(jìn)行X射線衍射測(cè)試。稱取約0.02g的MIL-101Cr及實(shí)施例10其雜化材料，放置于一個(gè)開(kāi)放的容器內(nèi)與5mL水隔離放置在密閉的反應(yīng)釜內(nèi)，置于90℃烘箱內(nèi)處理12h。分別對(duì)處理前后的樣品進(jìn)行X射線衍射測(cè)試。用X射線衍射譜圖中主峰強(qiáng)度表示樣品結(jié)構(gòu)，將處理后樣品與處理前樣品的峰強(qiáng)度之比(0～100％)來(lái)表示結(jié)構(gòu)的保持情況。比值越大說(shuō)明樣品越穩(wěn)定，比值越小說(shuō)明樣品越不穩(wěn)定。若樣品結(jié)構(gòu)沒(méi)有被破壞則峰強(qiáng)之比為100％，若完全破壞則為0％。結(jié)果見(jiàn)圖1、表1。表1.金屬有機(jī)骨架材料與雜化材料的穩(wěn)定性樣品樣品處理前后主峰強(qiáng)度比HKUST-121.7％實(shí)施例166.7％實(shí)施例287.8％實(shí)施例3100％實(shí)施例4100％實(shí)施例558.3％MOF-512％實(shí)施例6100％MIL-53Al37％實(shí)施例7100％MIL-53Cr32％實(shí)施例8100％MIL-100Fe43％實(shí)施例9100％MIL-101Cr47％實(shí)施例10100％由此可見(jiàn)，本發(fā)明制得的二維金屬碳氮化物MXene和金屬有機(jī)骨架雜化材料只需在合成金屬有機(jī)骨架的過(guò)程中加入MXene進(jìn)行雜化制備，方法簡(jiǎn)單，可明顯提高金屬有機(jī)骨架材料的水熱穩(wěn)定性；利用本發(fā)明提供的制備方法制得雜化材料的得率為70～90％；本發(fā)明制得的金屬有機(jī)骨架雜化材料作為催化劑在催化氧化反應(yīng)體系中的效果極佳；此發(fā)明制得的金屬有機(jī)骨架雜化材料作為吸附劑在吸附分離體系中的效果極佳，最高吸附為CO2的吸附容量是9.46mmol/g吸附劑，CO2/CH4的吸附選擇性是7.3:1，CO2/N2的吸附選擇性是40:1；雜化材料相比于純MOF導(dǎo)電性增強(qiáng)，用作超級(jí)電容器效果極佳。應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3