[发明专利]纳米金属有机骨架材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米金属有机骨架材料的制备方法。该制备方法包括下述步骤：将离子液体微乳液A和离子液体微乳液B混合得乳浊液，破乳后即得纳米金属有机骨架材料；其中，离子液体微乳液A包括离子液体和表面活性剂的混合物、溶剂和金属硝酸盐，离子液体微乳液B包括离子液体和表面活性剂的混合物、溶剂、有机配体和三乙胺；其中，离子液体为疏水型离子液体；溶剂为水或乙醇的水溶液，乙醇的水溶液中乙醇的质量百分比为10～80％。本发明的方法可以控制产物颗粒的粒径，在制备过程中不产生有机废液，离子液体还可回收利用，符合绿色生产的理念，并且该方法操作方法简单，生产成本低，本发明制备的纳米金属有机骨架材料颗粒小，粒径分布均匀。

技术领域

本发明涉及一种纳米金属有机骨架材料的制备方法。

背景技术

金属有机骨架材料(MOFs)是一类由金属离子或金属离子簇与小分子的有机配体通过自组装作用而形成的周期性、多孔、空间拓扑网络结构的晶体，是一个近年来科学家很感兴趣的研究领域。MOFs材料具有类似沸石的多孔结构，比表面积大，孔隙率高，孔道结构比沸石更加规则。同时，选用不同配体在不同的条件下可以制备具有不同结构和表面化学性质的MOFs材料，这也使MOFs材料在多相催化、吸附分离、生物医学、光电材料和离子交换等领域有着广阔的应用前景。纳米材料因其独特的理化性质，已经在生活中得到广泛应用，纳米MOFs的研究也越来越受到人们的重视。

纳米MOFs的合成方法有很多，主要包括两种机理：控制沉淀速率和控制晶体生长。水热法，超声法，微波法和表面活性剂辅助法等都是通过控制MOF晶核的沉淀速率来控制MOF颗粒的尺寸。但是，晶核的沉淀速率受很多因素的影响，合成条件较复杂。微乳液法和模板法等是利用固定的反应场所来限制颗粒的生长。其中，微乳液体系内存在许多纳米尺寸的“水池”，这些“水池”可以作为纳米反应器控制固体颗粒的形貌和尺寸，同时表面活性剂的存在很好地限制了颗粒的团聚，是目前合成纳米材料的优选方法。

虽然常规的微乳液可以制备纳米MOFs，但是只能合成几种尺寸较大的非常见MOFs，且构建常规微乳液时使用多种有机溶剂，制备过程中产生大量有机废液，不符合经济环保的绿色生产理念。

因此，寻求合适的可控制备纳米金属有机骨架材料的方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中制得的纳米金属有机骨架材料的尺寸较大、制备过程中使用多种有机溶剂导致产生大量有机废液污染环境等缺陷，提供了一种纳米金属有机骨架材料的制备方法。本发明的方法制备的纳米金属有机骨架材料颗粒小，粒径分布均匀，本发明的方法在制备过程中不产生有机废液，离子液体还可回收利用，符合绿色生产的理念，并且该方法操作方法简单，生产成本低。

本发明通过下述技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种纳米金属有机骨架材料的制备方法，其包括下述步骤：

将离子液体微乳液A和离子液体微乳液B混合得乳浊液，破乳后即得纳米金属有机骨架材料；其中，所述离子液体微乳液A包括离子液体和表面活性剂的混合物、溶剂和金属硝酸盐，所述离子液体微乳液B包括所述离子液体和表面活性剂的混合物、所述溶剂、有机配体和三乙胺；

其中，所述离子液体为疏水型离子液体；

其中，所述离子液体和表面活性剂的混合物中的表面活性剂和离子液体的质量比为1:(1～10)；

其中，所述溶剂为水或乙醇的水溶液，所述乙醇的水溶液中乙醇的质量百分比为10～80％；

其中，所述溶剂为水时，所述离子液体微乳液A与所述离子液体微乳液B中的水、所述表面活性剂与所述离子液体的质量比各自独立地为1:(2～10):(2～100)；