[發明專利]石墨氧化物和含銅配位聚合物納米粒子復合材料及其制備

無效

• 申請號: 201210566381.0
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103877951A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 孫立賢;劉雙;張箭;徐芬;焦成麗;李志寶
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01D53/02;B01J31/22;A61K47/04;A61K47/30
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.石墨氧化物和含銅配位聚合物納米粒子復合材料，其特征在于：按如下步驟制備，

1）將體積比為9:1的濃硫酸和濃磷酸混合，每100mL混合酸加入3～5g的高錳酸鉀和1～2g的石墨，在水浴鍋中攪拌反應10～30小時，反應溫度為35～55℃，自然降溫到室溫；

2）將產物用去離子水稀釋、用雙氧水還原，收集固體產物、抽慮、用去離子水或有機溶劑洗滌、室溫真空干燥，制得石墨氧化物粉末；

3）將可溶性無機銅鹽和有機羧酸溶解于去離子水和有機溶劑的混合溶劑中，每100mL溶劑加入3～30mmol無機銅鹽和2～30mmol有機羧酸，添加石墨氧化物粉末并超聲分散，反應溫度為80～150℃，晶化反應時間為5～20小時，自然降溫到室溫；

所述無機銅鹽類為氯化銅或硝酸銅；有機酸為1,3,5-苯三甲酸或1,2,4-苯三甲酸；石墨氧化物和生成的含銅配位聚合物的質量比為0.02～1；

4）將固體產物收集，抽濾、用去離子水或有機溶劑洗滌、在50～120℃真空干燥，然后在150～200℃焙燒除去客體分子，制得多孔石墨氧化物和含銅配位聚合物的復合材料。

2.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述步驟1）中石墨與高錳酸鉀按質量分數比0.1～0.3添加；

所述步驟1）中濃硫酸濃度為95%~98%，濃磷酸濃度為≥85%；

所述步驟2）中雙氧水的濃度為30%；

所述步驟2）干燥時間為5～24小時；

所述步驟2）有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、乙醚、甲醇、乙醇；

所述步驟3）中混合溶劑中去離子水和有機溶劑的用量比體積比0.6~1；

所述步驟3）中無機銅鹽與有機羧酸按金屬陽離子與酸根離子化學計量比0.5～2添加；

所述步驟4）干燥時間為5～24小時，焙燒時間為4～15小時；

所述步驟4）機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、甲醇、乙醇或乙二醇；

按照權利要求1中所制備的為多孔石墨氧化物和粒子尺寸在5～50nm范圍內含銅配位聚合物的復合材料；BET比表面積為500～2000m²/g。

3.一種權利要求1所述復合材料的制備方法，其特征在于：按如下步驟制備，

1）將體積比為9:1的濃硫酸和濃磷酸混合，每100mL混合酸加入3～5g的高錳酸鉀和1～2g的石墨，在水浴鍋中攪拌反應10～30小時，反應溫度為35～55℃，自然降溫到室溫；

2）將產物用去離子水稀釋、用雙氧水還原，收集固體產物、抽慮、用去離子水或有機溶劑洗滌、室溫真空干燥，制得石墨氧化物粉末；

3）將可溶性無機銅鹽和有機羧酸溶解于去離子水和有機溶劑的混合溶劑中，每100mL溶劑加入3～30mmol無機銅鹽和2～30mmol有機羧酸，添加石墨氧化物粉末并超聲分散，反應溫度為80～150℃，晶化反應時間為5～20小時，自然降溫到室溫；

所述無機銅鹽類為氯化銅或硝酸銅；有機酸為1,3,5-苯三甲酸或1,2,4-苯三甲酸；石墨氧化物和生成的含銅配位聚合物的質量比為0.02～1；

4）將固體產物收集，抽濾、用去離子水或有機溶劑洗滌、在50～120℃真空干燥，然后在150～200℃焙燒除去客體分子，制得多孔石墨氧化物和含銅配位聚合物的復合材料。

4.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于：

所述步驟1）中石墨與高錳酸鉀按質量分數比0.1～0.3添加；

所述步驟1）中濃硫酸濃度為95%~98%，濃磷酸濃度為≥85%；

所述步驟2）中雙氧水的濃度為30%；

所述步驟2）干燥時間為5～24小時；

所述步驟2）有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、乙醚、甲醇、乙醇；

所述步驟3）中混合溶劑中去離子水和有機溶劑的用量比體積比0.6~1；

所述步驟3）中無機銅鹽與有機羧酸按金屬陽離子與酸根離子化學計量比0.5～2添加；

所述步驟4）干燥時間為5～24小時，焙燒時間為4～15小時；

所述步驟4）機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、甲醇、乙醇或乙二醇。

5.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于：

所制備的為多孔石墨氧化物和粒子尺寸在5～50nm范圍內含銅配位聚合物的復合材料；BET比表面積為500～2000m²/g。