一种蜂巢状金属有机骨架纳米片及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108395540A(43)申请公布日2018.08.14(21)申请号201810284394.6(22)申请日2018.04.02(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州地区大学新区学园路2号(72)发明人张兰郭宇恒黄川辉林明霞何雪冯遵梅马文德(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种蜂巢状金属有机骨架纳米片及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种蜂巢状金属有机骨架纳米片及其制备方法，其是由金属离子Cu2+与有机配体1,4-对苯二甲酸通过配位键自组装形成所述蜂巢状的金属有机骨架纳米片。该金属有机骨架纳米片具有比表面积高、表面活性位点多、机械稳定性高等优点，在化学催化、药物缓释、氢能的储备以及生物医学等领域具有广阔的应用前景，且其合成工艺简单、成本低廉。CN108395540ACN108395540A权利要求书1/1页1.一种蜂巢状金属有机骨架纳米片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将84μL乙醇胺在搅拌条件下加入到1L0.004mol/L的三水合硝酸铜溶液中，搅拌均匀后于60℃热处理0.5-1h；2）取60-180mL步骤1）所得溶液，于有机滤膜上进行抽滤，随后将滤膜放入到50mL含有0.2-2.0g/L1,4-对苯二甲酸及10-50μL水的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，常温下反应3-12h，然后将滤膜取出，于120℃真空干燥，即得蜂巢状金属有机骨架纳米片。2.一种如权利要求1所述方法制得的蜂巢状金属有机骨架纳米片。2CN108395540A说明书1/3页一种蜂巢状金属有机骨架纳米片及其制备方法技术领域[0001]本发明属于材料技术领域，具体涉及一种蜂巢状金属有机骨架纳米片及其制备方法。背景技术[0002]金属有机骨架(MOFs)材料是由金属离子或金属簇单元与有机配体通过配位作用自组装形成的一类具有周期性多维网络结构的多孔晶态材料，具有独特的孔道结构和性能。近年来，MOFs材料以其形貌可控、结构多样、高度的有序性、可设计性、可裁剪性、较高的热稳定性以及较大的比表面积和孔隙率等特点，受到国内外科学家和研究者的广泛关注，并且在化学催化、药物缓释、氢能储备以及生物医学等领域已经展示出了诱人的前景。由于其巨大的应用价值、良好的应用前景以及易调节的有机官能团和金属节点，越来越多的MOFs材料被制备出来。[0003]尽管如此，MOFs材料依然存在着不可忽视的缺陷，那就是活性位点少、活性位点活性低，捕获分子能力有限等。因此，如何增加活性位点并且提高活性位点的活性，提高捕获分子能力，成为摆在科研人员面前的挑战。对MOFs材料进行形貌的设计优化使其具有更优异的性能，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种蜂巢状的金属有机骨架纳米片及其制备方法，该金属有机骨架纳米片具有蜂巢状的形貌，且其比表面积高、表面活性位点多，并具有高度机械稳定性，在化学催化、药物缓释、氢能的储备以及生物医学等领域具有广阔的应用前景；同时，本发明合成工艺简单、成本低廉。[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种蜂巢状金属有机骨架纳米片，其是由金属离子Cu2+与有机配体1,4-对苯二甲酸通过配位键自组装形成；其制备方法包括以下步骤：1）将84μL乙醇胺在搅拌条件下加入到1L0.004mol/L的三水合硝酸铜溶液中，搅拌均匀后于60℃烘箱中热处理0.5-1h；2）取60-180mL（优选100mL）步骤1）所得溶液，于有机滤膜上进行抽滤，随后将滤膜取出，放入到50mL含有0.2-2.0（优选0.4-1.0）g/L1,4-对苯二甲酸及10-50μL水的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，常温下反应3-12（优选6h），然后将滤膜取出，于120℃真空干燥，即得蜂巢状金属有机骨架纳米片。[0006]本发明的显著优点是：（1）本发明首次提供了一种合成蜂巢状金属有机骨架纳米片的方法，该合成工艺简单，具有可控性和重复性良好的特点，且其所需原料易得，不涉及昂贵、精密的仪器，符合实际生产需要。[0007]（2）本发明通过在有机溶剂反应体系中加入水，使乙醇胺与硝酸铜反应生成的氢3CN108395540A说明书2/3页氧化铜晶体解离出铜离子，并进而与配体发生反应形成金属有机骨架纳米片，其中，通过对体系中水量的调节及加入配体浓度的调整，可实现对金属有机骨架纳米片片层的厚度、孔径大小以及蜂巢的尺寸进行调控。[0008]（3）本发明金属有机骨架纳米片具有蜂巢状的形貌特征，比表面积大、表面位点多的特点，可有效