[发明专利]一种氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶及其制备方法，其特征在于，所属的制备方法包含以下步骤：

（1）将MOF晶体粉末放置于150℃真空干燥箱中活化，使其产生配位不饱和位点(CUSs)后，与氨基功能化试剂一起加入到溶剂中冷凝回流一定时间，得到NH₂-MOF；

（2）通过改性Hummers法制备得到氧化石墨烯储备液后，通过搅拌+超声分散的方法将氧化石墨烯储备液稀释得到一定浓度的氧化石墨烯分散液；

（3）将步骤（1）得到的NH₂-MOF晶体粉末加入到氧化石墨烯分散液中，封闭容器后振荡、超声或者搅拌，使NH₂-MOF晶体粉末在氧化石墨烯分散液中均匀分散；

（4）将分散后的混合溶液密封后放置于鼓风干燥箱中进行热处理，促使氧化石墨烯片层在加热和NH₂-MOF晶体粉末的共同作用下还原和自组装，并形成稳定的复合多孔水凝胶；

（5）将步骤（4）得到的水凝胶进行冷冻干燥后得到稳定的氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，MOFs晶体粉末的氨基功能化试剂优选为乙二胺、三乙胺、氨水、聚丙烯胺或三乙烯二胺中的一种。

3.如权利要求1所述的一种氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，加入的氨基功能化试剂与MOFs晶体粉末的质量比为1:5~1:1。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，氨基功能化反应冷凝回流温度控制为120℃~150℃，反应时间为6~18h。

5.如权利要求1所述的一种氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，氧化石墨烯分散液的浓度控制为3 mg/mL~10 mg/mL。

6.如权利要求1所述的一种氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，投加的NH₂-MOF晶体粉末与氧化石墨烯的质量比优选为1：5~1：1；更进一步优选为2：5~4：5。

7.如权利要求1所述的一种氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶的制备方法，其特征在于： 步骤（3）中，NH₂-MOF晶体粉末与氧化石墨烯分散液可以通过振荡、超声或者搅拌0.5~2h的方式混合均匀。

8.如权利要求1所述的一种氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶的制备方法，其特征在于： 步骤（4）中，热处理的温度优选为50-100℃，更进一步优选为60-80℃。

9.如权利要求1~8之一所述的制备方法，其特征在于：NH₂-MOF晶体粉末不仅能作为修饰结构，同时还具有一定的还原性，与氧化石墨烯片层表面的复合通过下列一种或者多种方式组合：NH₂-MOF晶体粉末通过氢键作用力、π-π相互作用、共价络合等方式与石墨烯片层的含氧官能团相互作用后均匀附着在石墨烯片层；低温热处理过程使氧化石墨烯片层逐渐被MOFs粉末还原，强化片层间的π-π相互作用，同时将NH₂-MOF晶体粉末稳定固定在凝胶内部。

10.如权利要求1~9所述的一种制备方法得到的氨基功能化金属有机框架/石墨烯多孔复合气凝胶同时保留两种材料各自的优异特性，且具有较好的水稳定性。