本发明涉及吸附材料领域，具体涉及蒸汽辅助连续化绿色制备mof的装置及方法。
背景技术：
1、金属有机骨架(mof)材料是一类新型的多孔晶体材料，其具有高孔隙率、大比表面积、可调节的孔径等优点而被广泛关注。鉴于该类材料的结构多样性和可设计性，其在吸附分离、传感、催化等领域展现出良好的应用潜力。虽然mof材料在多个应用领域展现出无可比拟的性能优势，但是这类材料面向大规模工业应用仍较缓慢，首要的障碍是mof制备成本高昂、大规模连续制备方法欠缺等。目前报道的许多mof合成方法存在反应时间长、产率低和溶剂消耗量大等缺点。尤其是使用有机污染性溶剂，如n,n-二甲基甲酰胺、乙腈等，这些有毒溶剂对环境破坏严重，并且增加了mof制备的成本。
2、在mof材料的绿色制备方法的中，蒸汽相法是一种极具特色的mof制备方法。该方法具有固相反应成核快、耗时短、溶剂使用量少等特点，甚至可以只使用水做溶剂进行反应，极大地减少溶剂用量从而降低成本，同时保持较高的产率，有望实现高效绿色连续生产mof材料。
3、utsa-280材料其刚性一维通道的超微孔结构能起到分子筛分的作用,允许c2h4通过而完全阻止c2h6,达到非常好的c2h4/c2h6分离效果，同时该mof的尺寸大于co2的动力学直径小于n2的动力学直径对co2/n2的分离也存在尺寸筛分效应。utsa-280能够在较宽的ph范围内(ph＝1-12)保持其结构和吸附性能的稳定，还可以通过不同的方法加工成不同尺寸和形状的颗粒或粉末，以适应不同的应用场景和需求。
4、传统合成utsa-280的方法是以ca(no3)2为金属源，在连续反应中会造成硝酸根的富集，影响合成的utsa-280分离性能，且硝酸盐属于易制爆化学品，购买较为困难，成本高且对环境危害较大，不利于实际的生产应用。现有技术中，us20210284661a公开了用于分子筛分的金属-有机框架的机械化学合成及其组合物及其使用方法，utsa-280可由氧化钙(cao)或氢氧化钙(ca(oh)2)和方酸(sa)通过机械化学合成合成，加入水后，制备得到utsa-280，该方法在大批量制备会存在制备的mof结构不稳定、反应时间长且需要进一步活化，但该方法在连续生产会存在产率下降、产品的结构不稳定等问题。
5、基于此，需寻求一种连续化绿色制备mof的方法，安全绿色制备utsa-280材料。
技术实现思路
1、本发明克服现有技术的不足，提供一种蒸汽辅助连续化绿色制备mof的装置及方法，采用低成本金属源ca(oh)或cao和绿色溶剂水制备utsa-280，在氨辅助的作用下，缩短其反应时间并且提高结晶度，从而实现实验室规模公斤级mof的连续生产，并将该方法扩展至mof-303、mil-53(al)等材料的合成。
2、本发明所采用的技术方案为：
3、一种蒸汽辅助连续化绿色制备mof的装置，包括蒸汽发生器、传送装置，传送装置的两端分别设有进料器和接料器，并且传送装置上方设有mof放置器，下方配有加热台，所述mof的配体呈酸性。
4、一种蒸汽辅助连续化绿色制备mof的方法，采用上述的装置进行，包括以下步骤：
5、a、将反应原料(金属和配体摩尔比1:1)进行混合研磨；
6、b、将步骤a的混合物进行氨辅助处理；
7、c、将步骤b的混合物加入进料器，开启传送装置，将mof传送至蒸汽发生器，同时开启加热台进行反应，待反应结束后，再次开启传送装置，将mof传送尾端，用接料器收集。
8、进一步地，所述mof的配体呈酸性，所述反应原料为mof金属原料和mof对应的配体，所述mof金属原料为所述mof对应的金属盐、金属氧化物或者金属氢氧化物。
9、进一步地，所述mof材料为utsa-280、mof-303、mil-53(al)中的一种。
10、进一步地，当制备的mof材料为utsa-280时，步骤a中原料的摩尔比为1:1。
11、进一步的，当制备的mof材料为utsa-280时，步骤b中所述氨辅助处理所用氨水的体积分数为10％。
12、进一步的，当制备的mof材料为utsa-280时，步骤c中加热台的温度为120℃。
13、进一步的，当制备的mof材料为utsa-280时，步骤c中蒸汽发生器中的溶剂为水。
14、技术效果
15、本发明采用蒸汽相的方式快速合成utsa-280，反应时间短、成本低、制备方法便捷、操作简单、利于工业化生产。这是由于连续生产充分利用蒸汽相固相反应速度快的优势，从进料、反应、出料是个较为短暂的过程，连续化生产耗时短，相同时间内要比间歇生产产量更高，加上将提前预处理好的物料进行连续添加，节省时间，解决了间歇生产每次重新投料可能导致每批的产品结构和性能有波动的问题，蒸汽相连续生产的产品更加均匀，结构相同，性能保持良好。
16、本申请还通过氨辅助处理反应原料，这不仅能够提高反应产率，同时还能加快反应，有利于mof的配位结构的形成，进而提高mof的性能。这是由于,本申请的反应原料以酸性配体以及金属盐或金属氧化物进行预先混合，对原料进行氨辅助处理，一方面是让酸性配体在低湿度环境下快速溶解，另一方面是氨水会电离出氢氧根，可以实现配体的去质子化，加速金属盐或金属氧化物与配体的配位。utsa-280、mof-303、mil-53(al)这三种mof均可以采用这种方法进行制备，这是由于utsa-280、mof-303、mil-53(al)的配体分别为方酸、吡唑-3,5-二羧酸、对苯二甲酸，这三种配体均呈酸性，特别是在utsa-280的合成中，酸的溶解速度较为缓慢，因此反应速率较慢，而蒸汽相反应使得整个反应过程反应物处于一个微微湿润的环境下，通过氨辅助处理，可以加快反应，并让反应更充分彻底，进而获得更高的产率和更短的反应时间，由此得到的utsa-280对co2的吸附量也更高。
17、本发明的方法通过控制进行氨辅助处理合成使其达到一个最佳的性能并符合工业应用的要求。采用蒸汽相的方式合成utsa-280,操作简单，反应时间短，单次产量高，可达150g左右，产率可达到91％，利用该设备连续化生产，7小时即可制备1公斤utsa-280材料，在298k，co2的吸附量可以达到56cm3/g，吸附性能稳定，有利于促进mof材料的大规模生产。
1.一种蒸汽辅助连续化绿色制备mof的装置，其特征在于，包括蒸汽发生器，传送装置，所述传送装置的两端分别设有进料器和接料器，并且所述传送装置上方有mof放置器，所述传送装置的下方设置有加热台。
2.一种蒸汽辅助连续化绿色制备mof的方法，所述方法采用如权利要求1所述的蒸汽辅助连续化绿色制备mof的装置进行制备，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3.一种如权利要求2所述的蒸汽辅助连续化绿色制备mof的方法，其特征在于，所述mof为utsa-280、mof-303、mil-53(al)等。
4.一种如权利要求2所述的蒸汽辅助连续化绿色制备mof的方法，其特征在于，当步骤a中的mof材料为utsa-280时，原料的摩尔比为1:1。
5.一种如权利要求2所述的蒸汽辅助连续化绿色制备mof的方法，其特征在于，步骤b中所述氨辅助处理所用氨水的体积分数为10％。
6.一种如权利要求2所述的蒸汽辅助连续化绿色制备mof的方法，其特征在于，步骤c中加热台的温度为120℃。
7.一种如权利要求2所述的蒸汽辅助连续化绿色制备mof的方法，其特征在于，步骤c中蒸汽发生器中的溶剂为水。
