一种控缓释型mof骨架补钒剂的制备方法
阅读说明：本技术 一种控缓释型mof骨架补钒剂的制备方法 (Preparation method of controlled-release MOF framework vanadium supplement ) 是由 姚志通 夏枚生 孙清平 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：一种控缓释型MOF骨架补钒剂的制备方法,属于饲料添加剂领域,通过配置质量浓度3-5%的2-甲基咪唑溶液和3-10%的偏钒酸钠溶液,用蠕动泵缓慢将偏钒酸钠溶液滴入超声分散的2-甲基咪唑溶液中；静置老化0.5-3小时后转入具有内衬的高压反应釜,在100-140℃反应3-5小时后过滤干燥得到MOF骨架补钒剂前驱体；将前驱体以2-5℃/min的升温速率缓慢升温至200-400℃,自然冷却后得到含锡量5-10%的控缓释型MOF骨架补钒剂。本发明制备方法原理清晰,具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点,较好地解决了纳米粒子团聚和稳定性问题,适宜工业化生产,可为MOF材料在高新技术领域的应用提供新的途径和生长点。(A method for preparing a controlled slow release type MOF framework vanadium supplement agent belongs to the field of feed additives, and comprises the steps of preparing a 2-methylimidazole solution with the mass concentration of 3-5% and a sodium metavanadate solution with the mass concentration of 3-10%, and slowly dripping the sodium metavanadate solution into the ultrasonically dispersed 2-methylimidazole solution by using a peristaltic pump; standing and aging for 0.5-3 hours, transferring the mixture into a high-pressure reaction kettle with a lining, reacting for 3-5 hours at the temperature of 100 ℃ and 140 ℃, and filtering and drying to obtain an MOF framework vanadium supplement agent precursor; slowly heating the precursor to 200 ℃ and 400 ℃ at the heating rate of 2-5 ℃/min, and naturally cooling to obtain the controlled slow release MOF framework vanadium supplement agent with the tin content of 5-10%. The preparation method disclosed by the invention is clear in principle, has the advantages of high porosity, low density, large specific surface area, regular pore channels, adjustable pore diameter, diversity and tailorability of topological structures and the like, well solves the problems of nanoparticle aggregation and stability, is suitable for industrial production, and can provide a new path and a new growth point for the application of MOF materials in the high and new technical field.)
技术领域
本发明属于饲料添加剂领域，特别涉及一种控缓释型MOF骨架补钒剂的制备方法。
背景技术
20世纪70年代钒被正式确定为人和动物的必需微量元素之一。钒在动物体内含量虽然不是很高，但在动物生命活动中却起着重要而又复杂的生理作用，如刺激造血功能、抑制胆固醇的合成和类胰岛素等作用。钒是鸡生长发育的必需微量元素，和其他动物相比，鸡体内各组织钒的质量浓度相对较高。猪、兔和鼠等钒主要存在于骨骼、肝和肾中，骨中钒含量最高。常用的饲料添加剂为钒酸铵等，但是存在吸收率低、添加量大或吸收率虽高但价格比较昂贵等缺点，因此开发新型高效钒添加剂对我国饲料和畜牧业具有重要意义。
控缓系统对药物、农药、肥料、香料的释放部位、速度和方式具有选择性和可控制性，可实现目标物的靶向传输和控缓释，提高其利用率和作用效果，控缓释体系的研究和应用将给相关行业带来新的技术革命。控缓释技术在饲料添加剂的研究开发方面也展现了巨大的应用前景和理论意义，它可推动产品的高性能化与环境友好化，将在新的层次上为畜牧业可持续发展提供物质和技术保证。控缓释技术的关键是控释载体的选择。矿物材料由于孔径足够小，孔体积大，能表现出孔的尺寸效应和表面效应，可作为“微型的纳米反应器”，作为制造纳米结构组装材料的载体与媒介，但是大部分矿物材料比表面积较少，负载金属的能力有限，导致添加量较大。
发明内容
本发明的目的是针对传统补锡剂存在生产工艺复杂、产品颗粒粒度大、不易被动物机体吸收、生物利用率低等问题，提出一种控缓释型MOF骨架补钒剂的制备方法，本发明采用MOF骨架作为控释载体，通过制备层状多孔补锡剂可提高锡的负载量和生物效价，具有制备工艺简单、绿色环保、产品颗粒粒度小、易于大规模生产等优点。
本发明的技术方案：一种控缓释型MOF骨架补钒剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
(1)配置质量浓度3-5%的2-甲基咪唑溶液和3-10%的偏钒酸钠溶液；
(2)用蠕动泵缓慢将偏钒酸钠溶液滴入超声分散的2-甲基咪唑溶液中；
(3)静置老化0.5-3小时后转入具有内衬的高压反应釜，在100-140℃反应3-5小时后过滤干燥得到MOF骨架补钒剂前驱体；
(4)将前驱体以2-5℃/min的升温速率缓慢升温至200-400℃，自然冷却后得到含锡量5-10%的控缓释型MOF骨架补钒剂。
本发明的有益效果为：本发明提出的一种控缓释型MOF骨架补钒剂的制备方法，制备方法原理清晰，本MOF骨架补钒剂具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点，广泛应用于催化、储能和分离等领域，利用MOF骨架作为微反应器合成纳米材料，制备的纳米材料具有窄小的粒径尺寸分布，可望较好地解决纳米粒子团聚和稳定性问题，适宜工业化生产，可为MOF材料在高新技术领域的应用提供新的途径和生长点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
配置质量浓度3%的2-甲基咪唑溶液和3%的偏钒酸钠溶液，用蠕动泵缓慢将偏钒酸钠溶液滴入超声分散的2-甲基咪唑溶液中，静置老化0.5小时后转入具有内衬的高压反应釜，在100℃反应5小时后过滤干燥得到MOF骨架补钒剂前驱体。将前驱体以2℃/min的升温速率缓慢升温至200℃，自然冷却后得到含锡量5%的控缓释型MOF骨架补钒剂。
实施例2：
配置质量浓度5%的2-甲基咪唑溶液和10%的偏钒酸钠溶液，用蠕动泵缓慢将偏钒酸钠溶液滴入超声分散的2-甲基咪唑溶液中，静置老化3小时后转入具有内衬的高压反应釜，在140℃反应3小时后过滤干燥得到MOF骨架补钒剂前驱体。将前驱体以5℃/min的升温速率缓慢升温至400℃，自然冷却后得到含锡量10%的控缓释型MOF骨架补钒剂。
实施例3：
配置质量浓度3.5%的2-甲基咪唑溶液和5%的偏钒酸钠溶液，用蠕动泵缓慢将偏钒酸钠溶液滴入超声分散的2-甲基咪唑溶液中，静置老化1小时后转入具有内衬的高压反应釜，在110℃反应4小时后过滤干燥得到MOF骨架补钒剂前驱体。将前驱体以3℃/min的升温速率缓慢升温至300℃，自然冷却后得到含锡量6%的控缓释型MOF骨架补钒剂。
实施例4：
配置质量浓度4.5%的2-甲基咪唑溶液和8%的偏钒酸钠溶液，用蠕动泵缓慢将偏钒酸钠溶液滴入超声分散的2-甲基咪唑溶液中，静置老化2.5小时后转入具有内衬的高压反应釜，在120℃反应3.5小时后过滤干燥得到MOF骨架补钒剂前驱体。将前驱体以3.5℃/min的升温速率缓慢升温至350℃，自然冷却后得到含锡量6.5%的控缓释型MOF骨架补钒剂。
实施例5：
配置质量浓度3%的2-甲基咪唑溶液和8.5%的偏钒酸钠溶液，用蠕动泵缓慢将偏钒酸钠溶液滴入超声分散的2-甲基咪唑溶液中，静置老化3小时后转入具有内衬的高压反应釜，在135℃反应5小时后过滤干燥得到MOF骨架补钒剂前驱体。将前驱体以4.5℃/min的升温速率缓慢升温至250℃，自然冷却后得到含锡量7.5%的控缓释型MOF骨架补钒剂。