[發明專利]一種制備金屬有機骨架薄膜及復合薄膜的方法

有效

• 申請號: 202210040802.X
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114247307B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 霍峰蔚;李紅峰;張偉娜;張所瀛
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 南通蘇專博欣知識產權代理事務所(普通合伙) 32574
• 代理人: 施榮華

1.一種制備金屬有機骨架薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將阻聚劑和MOFs中的有機配體的溶液混合，形成預聚體膠體，隨后加入MOFs中的金屬離子的溶液，在相應MOFs的合成條件下攪拌反應，得到預聚體膠體溶液，其中，所述MOFs的有機配體為二甲基咪唑、2-氨基對苯二甲酸或均苯三甲酸，所述MOFs的金屬離子為Zn離子、Co離子、Cu離子或Zr離子，所述MOFs為ZIF-8、ZIF-67、HKUST-1或UiO-66-NH₂，所述預聚體為顆粒尺寸小于30?nm的MOFs團簇，所述阻聚劑為三乙胺，所述金屬離子與所述阻聚劑的摩爾比為1:4-1:0.5；

將反應好的預聚體膠體溶液進行離心濃縮；

將濃縮的預聚體膠體溶液分散于乙醇溶液，分散后的預聚體膠體溶液的質量濃度為2wt%-8?wt%；

將分散均勻的預聚體膠體溶液涂覆在基底材料上；

在室溫下揮發成膜，利用阻聚劑調控MOFs生長的初期階段，產生阻聚劑穩定的聚合阻斷狀態的預聚體，隨后溶劑和阻聚劑的揮發可以引發前驅體的繼續交聯，從而進一步聚合形成連續的MOFs膜，制備的MOFs膜表面平整、內部均勻致密、厚度可控、可大尺寸成膜，具有高透光率。

2.根據權利要求1所述的一種制備金屬有機骨架薄膜的方法，其特征在于，所述MOFs中的有機配體的溶液通過以下步驟制得：將MOFs中的有機配體的前驅體分散于有機溶劑中，所述MOFs中的金屬離子的溶液通過以下步驟制得：將MOFs中的金屬離子的前驅體分散于有機溶劑中，所述有機溶劑為甲醇、乙醇或二甲基甲酰胺（DMF）中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種制備金屬有機骨架薄膜的方法，其特征在于，所述基底為玻璃、高分子膜、多孔陶瓷或硅片中的一種或多種，所述涂覆方式為旋涂、滴涂或提拉中的一種或多種。

4.一種制備金屬有機骨架復合薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將阻聚劑和MOFs中的有機配體的溶液混合，形成預聚體膠體，隨后加入MOFs中的金屬離子的溶液，在相應MOFs的合成條件下攪拌反應，得到預聚體膠體溶液，其中，所述MOFs的有機配體為二甲基咪唑、2-氨基對苯二甲酸或均苯三甲酸，所述MOFs的金屬離子為Zn離子、Co離子、Cu離子或Zr離子，所述MOFs為ZIF-8、ZIF-67、HKUST-1或UiO-66-NH₂，所述預聚體為顆粒尺寸小于30?nm的MOFs團簇，所述阻聚劑為三乙胺，所述金屬離子與所述阻聚劑的摩爾比為1:4-1:0.5；

將反應好的預聚體膠體溶液進行離心濃縮；

將濃縮的預聚體膠體溶液分散于乙醇溶液，分散后的預聚體膠體溶液的質量濃度為2wt%-8?wt%；

將客體功能物質加入上述混合溶液并均勻分散；

將分散均勻的混合溶液涂覆在基底材料上；

在室溫下揮發成膜，利用阻聚劑調控MOFs生長的初期階段，產生阻聚劑穩定的聚合阻斷狀態的預聚體，隨后溶劑和阻聚劑的揮發可以引發前驅體的繼續交聯，從而進一步聚合形成連續的MOFs膜，制備的MOFs膜表面平整、內部均勻致密、厚度可控、可大尺寸成膜，具有高透光率。

5.根據權利要求4所述的一種制備金屬有機骨架復合薄膜的方法，其特征在于，所述客體功能物質為金屬納米粒子、有機熒光分子或納米線中的一種或多種。

6.根據權利要求5所述的一種制備金屬有機骨架復合薄膜的方法，其特征在于，所述金屬納米粒子為Au、Pt或Pb中的一種或多種，所述有機熒光分子為羅丹明B、苝、四苯乙烯、六苯并苯或溴酚藍中的一種或多種，納米線為碳納米管或銀納米線。