[發(fā)明專利]一種常溫常壓快速制備銅納米線-金屬有機骨架ZIF-8復(fù)合材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610068980.8
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107020387B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程道建;曹達鵬;于海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;C07F3/06;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎;趙曉丹

本發(fā)明公開一種常溫常壓快速制備銅納米線?金屬有機骨架ZIF?8復(fù)合材料的方法。所述方法包括如下步驟：將銅納米線超聲分散在有機溶劑中得到混合液A；向混合液A中加入鋅源和表面活性劑，超聲至鋅源和表面活性劑溶解，得到混合液B；將有機配體超聲溶解于有機溶劑中得到溶液C；將溶液C快速傾倒入劇烈攪拌的混合液B中，繼續(xù)攪拌1～10min，然后離心洗滌并真空干燥，即可得到銅納米線?金屬有機骨架ZIF?8復(fù)合材料。本發(fā)明通過常溫常壓法簡單快速地制備出銅納米線?金屬有機骨架ZIF?8復(fù)合材料。所述方法無需復(fù)雜繁瑣的步驟，無需加熱，可以節(jié)約大量能源，并且反應(yīng)時間短，可快速制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料制備領(lǐng)域。更具體地，涉及一種常溫常壓下簡單快速制備銅納米線-金屬有機骨架ZIF-8復(fù)合材料的方法。

背景技術(shù)

近年來，一維納米材料因其獨特的光、電、磁等性質(zhì)，特別是在電子、原子探針、光學(xué)器件、透明導(dǎo)電材料及傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用而受到人們廣泛的關(guān)注。一維納米銅線具有高導(dǎo)電性，獨特的力學(xué)、光學(xué)等物理現(xiàn)象，并且銅儲量豐富，在貴金屬中價格相對便宜，在透明導(dǎo)電等領(lǐng)域及今后的應(yīng)用中具有極其重要的作用。

金屬有機骨架材料(MOFs)是由金屬離子與有機配體經(jīng)配位鍵結(jié)合而成的多孔配位聚合物。其與沸石的孔結(jié)構(gòu)相似，且骨架具有柔韌性。材料中的金屬位點可以作為催化活性位，多孔結(jié)構(gòu)為它們成為性能優(yōu)異的吸附材料提供了可能，MOFs在分離、光學(xué)、傳感等方面同樣有著廣泛的應(yīng)用及前景。作為MOFs的子類，ZIFs是一類化學(xué)穩(wěn)定性高、熱穩(wěn)定性好的材料，因而獲得了人們更多的關(guān)注。在眾多已知或潛在的應(yīng)用中很多都與電子傳遞有關(guān)，銅納米線具有的優(yōu)良電子傳導(dǎo)能力，若是將這兩種材料有效地復(fù)合在一起，將會有廣闊的應(yīng)用前景。

現(xiàn)有技術(shù)中，專利CN104001547A中公開了一種環(huán)境友好型核殼一維結(jié)構(gòu)納米銅線-金屬有機骨架ZIF-8復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用，其采用的制備方法為微波誘導(dǎo)成核加熱合成法，存在操作步驟繁瑣復(fù)雜的缺點和能量消耗大的不足，比如在其公開說明書部分實例1中需要用到微波反應(yīng)器，需要初始壓力35bar，加熱至120℃和微波1200W，操作復(fù)雜，能耗高，對設(shè)備要求高。如果能在常溫常壓下簡單快速地實現(xiàn)該反應(yīng)，將在節(jié)能和環(huán)保方面有很大提高。并且該專利的一次銅納米線用量僅為0.01g(推測為微波反應(yīng)釜體積的限制)，單批次的處理量較低。

因此，需要提供一種在常溫常壓下簡單快速制備銅納米線-金屬有機骨架ZIF-8復(fù)合材料的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種常溫常壓下簡單快速制備銅納米線-金屬有機骨架ZIF-8復(fù)合材料的方法。該方法能夠在常溫常壓下得到具有一維核殼納米結(jié)構(gòu)的銅納米線-金屬有機骨架ZIF-8復(fù)合材料，ZIF-8顆粒結(jié)晶度好，均勻分散在銅納米線表面。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種常溫常壓快速制備銅納米線-金屬有機骨架ZIF-8復(fù)合材料的方法，包括如下步驟：

1)將銅納米線超聲分散在有機溶劑中得到混合液A；

2)向混合液A中加入鋅源和表面活性劑，超聲至鋅源和表面活性劑溶解，得到混合液B；

3)將有機配體超聲溶解于有機溶劑中得到溶液C；

4)將溶液C快速傾倒入劇烈攪拌的混合液B中，繼續(xù)攪拌1～10min，然后離心洗滌并真空干燥，即可得到銅納米線-金屬有機骨架ZIF-8復(fù)合材料。

優(yōu)選地，步驟1)和步驟3)中，所述有機溶劑為甲醇或N,N-二甲基甲酰胺。所選擇的有機溶劑既能溶解鋅源，又能溶解有機配體，其他的有機溶劑，例如正己烷就不能溶解有機配體。如果不做此優(yōu)選，反應(yīng)可能不能正常進行。