[發明專利]一種量子點/沸石類咪唑類金屬有機框架復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202011591540.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112608732B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 崔大祥;徐艷;徐穎湉;朱君;楊迪誠
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/06;C09K11/56;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發明涉及一種量子點/沸石類咪唑類金屬有機框架（MOFs）復合材料的制備方法，具體涉及一種以沸石咪唑類金屬有機框架結構為載體，在其內部原位生長量子點的復合材料的制備方法。本發明的優點在于采用離子交換的方式在金屬有機框架內部原位合成量子點，由于受限生長在MOFs材料孔徑中，增加了合成量子點的均勻性，MOFs外殼也增強了量子點在水溶液中的穩定性。所制備的復合材料電子傳導增強，熒光性能穩定，生物相容性良好，能夠滿足生物檢測、成像應用的需求。

技術領域

本發明涉及一種量子點/沸石類咪唑類金屬有機框架（MOFs）復合材料的制備方法。具體涉及一種在沸石咪唑類金屬有機框架材料內部原位生長量子點方法。本發明屬于納米材料及新型量子點領域。

背景技術

量子點（quantum dots,QDs）是一種新型的熒光納米材料，具有寬帶吸收與窄帶發射，發射波長隨粒徑可調，雙光子吸收截面大、熒光壽命長和熒光強度高等優良的光化學性質，近些年廣泛應用于在細胞和活體成像、免疫層析檢測等生物醫療領域。特別地，在高靈敏和高通量的生物分析和檢測方面具有重大應用前景。然而量子點尺寸較小（2-10 nm），在與核酸或蛋白等生物小分子偶聯后，難于分離純化。同時，商業化的量子點多數為半導體量子點，水溶性差、毒性高，極大地限制了其在生物醫學診斷等方面的應用。

為解決上述難題，目前主要制備量子點復合物材料，改善量子點的水溶性和生物相容性，而較大的尺寸也可以改善量子點的分離難題。而金屬有機框架（MOFs）是一類由無機金屬中心（金屬離子或金屬簇）與有機配體通過自組裝相互連接而形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。MOFs材料具備較大的比表面積、較好的生物相容性、穩定的化學和物理性能、及可生物降解的優點。其中沸石咪唑類金屬有機框架結構（ZIFs）是一種由金屬與咪唑基自組裝形的多孔催化材料，具有典型的拓展四面體結構，其中金屬-咪唑-金屬鍵約在145^。。由于獨特的多孔結構，可修飾特性及出色的熱穩定性和化學穩定性，ZIFs在氣體分離、催化、電子器械、生物傳感和藥物遞送方面應用廣泛。因此采用ZIFs結構輔助制備量子點可有效解決量子點合成不均勻、水溶性差、毒性高等確定，極具應用價值。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明目的在于提供一種量子點/沸石類咪唑類金屬有機框架（MOFs）復合材料的制備方法。

本發明目的通過下述方案實現：一種量子點/沸石類咪唑類金屬有機框架復合材料的制備方法，以沸石咪唑類的金屬有機框架結構MOFs為載體，在其內部原位生長量子點的復合材料，包括以下步驟：

1）取0.5-1g MOFs充分溶解于20 mL濃度0.1M的氯化銨溶液中，室溫攪拌2-4 hr得沉淀物，離心后超純水清洗，所得沉淀物溶解于15 mL超純水，得水溶液；

2）0.5-1 g量子點前驅體溶解于15 mL超純水中，得量子點水溶液；

3）將步驟1）和2）兩種溶液充分混合，室溫攪拌2 hr；隨后，

4）加入10 mL 50-100 mg/mL硫化鈉溶液，室溫攪拌2 hr，離心收集沉淀，采用乙醇和超純水充分清洗，真空干燥，氮氣條件下高溫煅燒過夜，所得沉淀物溶解于10 mL鹽酸，室溫攪拌過夜，隨后超純水徹底清洗，得到量子點沸石咪唑類金屬有機框架復合材料。

在本發明采用氨基化MOFs材料，進一步地，以鋅離子替換MOFs內部的氨基離子，隨后采用硫化鈉硫化，高溫煅燒，從而制備量子點沸石咪唑類金屬有機框架復合材料。

所述量子點沸石咪唑類金屬有機框架復合材料的BET比表面積為200 m²/g-800m²/g。

所述量子點沸石咪唑類金屬有機框架復合材料的量子點尺寸為5-20 nm。

步驟1）中，所述MOFs尺寸為50-400 nm。