[發明專利]一種金屬-天然多酚配合物納米球及其納米多孔金屬/碳基復合材料及制備方法

在審

• 申請號: 201711287197.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108147390A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 魏晶;王根;趙永席
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;B82Y30/00;B82Y40/00;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/44;H01G11/46;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/485;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王霞

本發明公開了一種金屬?天然多酚配合物納米球及其納米多孔金屬/碳基復合材料及制備方法，屬于先進納米復合材料技術領域包括：首先采用甲醛將多酚預交聯，形成預聚體；然后采用金屬離子對預聚體進行二次交聯，形成金屬?多酚配合物納米球；其中，能夠通過調節水熱處理溫度來調控金屬?多酚配合物納米球的粒徑大小。本發明方法采用的原料(天然多酚)廉價、操作過程簡單，制備方法普適性強，易于大規模制備新型金屬配合物納米球及其衍生的多孔金屬/碳基復合材料。

技術領域

本發明屬于先進納米復合材料技術領域，具體涉及一種尺寸均一、組分可調的金屬-天然多酚配合物納米球及其納米多孔金屬/碳基復合材料及制備方法。

背景技術

金屬-有機配合物(如金屬-有機框架)，由于具有可調控的骨架組成(如金屬離子、有機配體)、多樣的結構及形貌、易于功能化等特點，在儲氫、催化、藥物傳遞等領域有著廣泛的應用前景。此外，金屬-有機配合物可以作為前驅物制備納米多孔金屬/碳基復合材料，這些材料在燃料電池、超級電容器、鋰離子電池等領域有著良好的應用前景。天然多酚(如鞣酸)，廣泛存在于植物體內，是一種廉價、無毒的生物質，不僅具有很強的粘合力，易于涂敷在各種材料表界面構筑功能性復合材料，而且對金屬離子具有很強的絡合能力，可形成有機-無機雜化材料。金屬-多酚配合物，作為一類新型的金屬-有機配合物，已被廣泛應用于不同材料及細菌的表面修飾，并在藥物傳遞、催化、活細胞成像、細胞治療、能源存儲與轉化等領域展現出良好的應用前景。然而，實現金屬-多酚配合物結構與組分的可控合成仍然是目前研究的難點和熱點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種尺寸均一、組分可調的金屬-天然多酚配合物納米球及其納米多孔金屬/碳基復合材料及制備方法。

本發明是通過以下技術方案來實現：

本發明公開的一種金屬-天然多酚配合物納米球的制備方法，包括：首先采用甲醛將多酚預交聯，形成預聚體；然后采用金屬離子對預聚體進行二次交聯，形成金屬-多酚配合物納米球；其中，能夠通過調節水熱處理溫度來調控金屬-多酚配合物納米球的粒徑大小。

優選地，金屬-天然多酚配合物納米球的制備方法，包括以下步驟：

1)將兩親性嵌段共聚物和天然多酚溶解于堿性的水/醇混合溶劑中，攪拌均勻，制得澄清透明的溶液；

2)在步驟1)制得的澄清透明的溶液加入一定量甲醛，室溫下攪拌處理2～24h，制得預聚體；

3)向預聚體中加入一定量含金屬離子的水溶液，攪拌一定時間后，離心收集沉淀，制得金屬-天然多酚配合物納米球。

其中，兩親性嵌段共聚物、天然多酚及堿性的水/醇混合溶劑的用量比＝(0.1～0.3)g:(0.1～0.3)g:(60～65)mL；

加入的甲醛與兩親性嵌段共聚物的用量比為(2～5)mL:(0.1～0.3)g；

加入的含金屬離子的水溶液與兩親性嵌段共聚物的用量比為(2～5)mL:(0.1～0.3)g，每mL含金屬離子的水溶液中含0.01～0.1g金屬鹽。

優選地，將金屬-天然多酚配合物納米球于50～120℃水熱處理12～24h，離心收集沉淀；通過調控水熱處理溫度，能夠得到粒徑不同的金屬-天然多酚配合物納米球。

優選地，所述兩親性嵌段共聚物為兩親性聚醚類嵌段共聚物，PEO-b-PPO-b-PEO型高分子，如F127、P123、F108；

優選地，所述天然多酚為含有鄰二酚羥基的天然酚類化合物，包含鞣酸(tannicacid)、沒食子酸(gallic acid)、兒茶酸(catechin)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechingallate)、桑色素(morin)等。