[发明专利]内部限域生长MOFs的空心磁性碳纳米球的制备方法

权利要求书

1.内部限域生长MOFs的空心磁性碳纳米球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将FeCl₃·6H₂O、乙二醇、乙醇和乙酸钠混合后进行水热反应，反应结束后离心洗涤，取固相干燥，得Fe₃O₄球；

2）将乙醇、去离子水、氨水和Fe₃O₄球在超声条件下混合，取得Fe₃O₄球混合液；再将硅源滴加于上述混合液中，搅拌条件下进行反应，取得含有核壳结构的Fe₃O₄@SiO₂纳米球反应体系；再将间苯二酚和甲醛加入到上述反应体系中搅拌条件下进行反应，反应结束后离心洗涤，取固相干燥，得Fe₃O₄@SiO₂@间苯二酚甲醛树脂球；

3）将Fe₃O₄@SiO₂@间苯二酚甲醛树脂球在氩气气氛保护下高温煅烧，得Fe₃O₄@SiO₂@C球；

4）将Fe₃O₄@SiO₂@C球分散在氢氧化钠水溶液中进行刻蚀，将刻蚀后的产物离心洗涤，再取固相干燥，得磁性碳纳米笼；

5）将磁性碳纳米笼分散在甲醇中，然后加入金属硝酸盐和2-甲基咪唑进行反应，反应结束后离心洗涤，取得固相干燥，得内部限域生长MOFs的空心磁性碳纳米球。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中，所述硅源为正硅酸四乙酯，Fe₃O₄球与正硅酸四乙酯的投料质量比为 1∶1～10。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤2）中，加入正硅酸四乙酯后至取得含有核壳结构的Fe₃O₄@SiO₂纳米球反应体系的反应时间为10～20 min。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤2）中，所述间苯二酚、甲醛和正硅酸四乙酯的投料比为0.5～1.5 ml∶0.2～0.8 g∶1～10 g。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤3）中，所述高温煅烧的温度条件为500～700℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤4）中，用于刻蚀的氢氧化钠水溶液的温度为40～90℃，用于刻蚀的氢氧化钠水溶液的浓度为1～5mol/L。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，金属硝酸盐为Zn(NO₃)₂·6H₂O或Co(NO₃)₂·6H₂O。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，磁性碳纳米笼与Zn(NO₃)₂·6H₂O的质量比为1∶2～12。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述步骤5）中，磁性碳纳米笼与Co(NO₃)₂·6H₂O的质量比为1∶2～12。