[发明专利]一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法

说明书

本发明是一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1、将一定量的2‑甲基咪唑在水中搅拌溶解；步骤2、将一定量的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入步骤1中并维持搅拌一定时间；步骤3、将一定量的九水合硝酸锌水溶液加入步骤中并维持搅拌一定时间；步骤4、停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置一段时间；步骤5、将一定量的聚合物表面活性剂加入步骤4中搅拌并维持一定时间，经透析纯化后得到分散在水中的经过表面修饰的有机金属框架材料。该发明所述方法操作简单，能够显著提高有机金属框架材料在水中的稳定性，且粒径小于100 nm，为后续的生物医学应用提供了可能。

技术领域

本发明属于表面修饰技术领域，具体的说是涉及一种有机金属框架的表面修饰方法。

背景技术

胶体形式的金属有机骨架（MOFs）的出现带来了新型功能多孔材料设计的范式转变，除了它们作为多孔载体的固有形式之外，胶体MOF颗粒还可以通过调控分散、成形、功能化、转化和组装赋予它们进一步的性能和应用。在这方面，沸石咪唑盐骨架-8（ZIF-8）作为MOF的一员，已成为胶体科学的先驱，如今，经过十多年的研究，生产具有可调尺寸和形态的单分散胶体ZIF-8颗粒成为可能，从而为开发新型功能复合材料提供了机会。

然而，ZIF-8的结构在水中并不稳定，水分子会水解与金属中心配位的咪唑基从而破坏骨架。通过表面修饰，会提高ZIF-8在水中的结构稳定性。未经修饰的ZIF-8不能稳定的分散在水中，会有团聚的现象，聚合物表面活性剂作为常用的增溶剂，可以与疏水材料表面接触，显著提高疏水材料在水中的稳定性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，该方法能够提高金属有机框架在水中的稳定性，无需多步骤修饰。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤1、将一定量的2-甲基咪唑在水中搅拌溶解；

步骤2、将一定量的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入步骤1中并维持搅拌一定时间；

步骤3、将一定量的九水合硝酸锌水溶液加入步骤中并维持搅拌一定时间；

步骤4、停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置一段时间；

步骤5、将一定量的聚合物表面活性剂加入步骤4中搅拌并维持一定时间，经透析纯化后得到分散在水中的经过表面修饰的有机金属框架材料。

本发明的进一步改进在于：在所述步骤1中，2-甲基咪唑的浓度为1.32 mol/L，2-甲基咪唑的用量为1 mL。

本发明的进一步改进在于：在所述步骤2中，十六烷基三甲基溴化铵水溶液的浓度为1 mg/mL，十六烷基三甲基溴化铵水溶液的用量为400 μL。

本发明的进一步改进在于：在所述步骤3中，九水合硝酸锌水溶液的浓度为24mmol/L，九水合硝酸锌水溶液的用量为1 mL。

本发明的进一步改进在于：步骤1、步骤2、步骤3中的搅拌时间均为10 min。

本发明的进一步改进在于：在所述步骤4中，自然静置时间为0-24 h。

本发明的进一步改进在于：在所述步骤5中，聚合物表面活性剂为Pluronic^@ F-127（简称F-127）、Pluronic^@ F-108（简称F-108）、Pluronic^@ F-68（简称F-68）, 聚乙烯吡咯烷酮（简称PVP）或聚氧乙烯（100）十八烷基醚（简称Brij^@ S 100）。