[發明專利]一種金屬粒子@ZIFs核殼粒子的制備方法

有效

• 申請號: 201811255627.6
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN111100302B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張通;白富棟;白毓黎;彭紹忠;王領民;喬凱
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種金屬粒子@ZIFs核殼粒子的制備方法，是將鋅鹽溶液采用微波處理一段時間，產物經離心分離、洗滌、干燥后，得到ZnO納米粒子；再將ZnO納米粒子均勻分散于有機配體溶液中，在50?120℃攪拌反應，產物通過離心分離、洗滌、干燥后，得到ZnO@ZIFs核殼粒子。本發明方法有效提高了金屬粒子的反應活性，解決了從固體金屬粒子合成金屬粒子@ZIFs過程中固體金屬粒子反應活性低的難題，避免了傳統合成過程中所需的預活化處理。

技術領域

本發明屬于金屬有機骨架材料技術領域，具體地涉及一種金屬粒子@ZIFs核殼粒子的制備方法。

背景技術

類沸石咪唑骨架材料（ZIFs）是一類以Zn或Co為金屬源、咪唑或咪唑衍生物為有機配體反應生成的具有沸石骨架結構的金屬有機骨架材料（MOFs），該類材料具有水熱及化學穩定性好、孔容和比表面積大、易于功能化等優點，所以ZIFs材料被廣泛應用于催化、傳感、氣體吸附與分離等重要領域。

ZIFs晶體的合成方法一般是將ZnCl₂、Zn(NO₃)₂、CoCl₂或Co(NO₃)₂等可溶性金屬鹽與咪唑類有機配體分子在溶劑中混合，然后在一定溫度、壓力條件下反應一段時間即可。但自從2011年Zhu等研究者（Zhu M Q, Venna S R, Jasinki J B, et al. Chem. Mater.,2011, 23: 3590-3592）發現ZIF-8晶體在一定條件下能與ZnO納米粒子共生后，一種名為“同源金屬誘導法”——以ZnO等固體金屬粒子與有機配體分子反應直接轉化為ZIFs晶體的合成方法備受關注，而且采用該方法制備的“金屬粒子@ZIFs”復合材料的研究也愈發增多。Zhan等研究人員（Zhan W W, Kuang Q, Zhou J Z, et al. J. Am. Chem. Soc., 2013,135: 1926-1933）以ZnO納米線作為鋅源，首先通過高溫焙燒對其進行脫除雜質預處理，再經溶劑熱反應成功合成了形貌規整、界限分明的ZnO@ZIF-8棒狀核殼結構，并分別將其應用于緩沖液中H₂O₂含量的檢測。Tian等（Tian H L, Fan H Q, Li M M, et al. ACS Sensor,2016, 1:243-250）則將ZnO納米線與有機配體溶液混合后在超聲條件下預處理一段時間，再經溶劑熱反應同樣制備得到了ZnO@ZIF-8納米棒。Lin等（Lin L, Zhang T, Zhang X F,et al. Nanoscale, 2015, 7, 7615-7623）以ZnO納米微球作為鋅源，首先將其與2-甲基咪唑溶液在一定溫度條件下進行反應活化預處理，使ZnO微球表面生成足夠數量的ZIF-8晶核，再通過溶劑熱反應的方式制備了單分散的球狀ZnO@ZIF-8核殼粒子，并將其作為Pd納米粒子催化劑的載體。隨后，Nian等人（Nian P, Li Y J, Cao Y, et al. ACS Appl. Mater.Inter., 2018）同樣采用苯并咪唑溶液活化預處理的方式成功合成了連續性較好的ZnO@ZIF-9膜層材料。

通過以上現有技術可知，雖然采用固相金屬源代替液相金屬源具有反應物分子的利用率高和晶體生長的可控性強等優點，但是也存在固體金屬粒子反應活性較低的不足，往往需要對金屬粒子進行高溫焙燒、超聲處理、反應預活化等預處理過程或者對于金屬粒子本身的構型要求較為苛刻。為了解決同源金屬誘導法制備金屬粒子@ZIFs復合材料過程中固體金屬粒子反應活性差的問題，更為高效的合成方法亟待發明。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種金屬粒子@ZIFs核殼粒子的制備方法。本發明方法有效提高了金屬粒子的反應活性，解決了從固體金屬粒子合成金屬粒子@ZIFs過程中固體金屬粒子反應活性低的難題，避免了傳統合成過程中所需的預活化處理。

本發明提供的金屬粒子@ZIFs核殼粒子的制備方法，包括如下內容：