[发明专利]一种制备金属有机骨架薄膜及复合薄膜的方法

权利要求书

1.一种制备金属有机骨架薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将阻聚剂和MOFs中的有机配体的溶液混合，形成预聚体胶体，随后加入MOFs中的金属离子的溶液，在相应MOFs的合成条件下搅拌反应，得到预聚体胶体溶液，其中，所述MOFs的有机配体为二甲基咪唑、2-氨基对苯二甲酸或均苯三甲酸，所述MOFs的金属离子为Zn离子、Co离子、Cu离子或Zr离子，所述MOFs为ZIF-8、ZIF-67、HKUST-1或UiO-66-NH₂，所述预聚体为颗粒尺寸小于30 nm的MOFs团簇，所述阻聚剂为三乙胺，所述金属离子与所述阻聚剂的摩尔比为1:4-1:0.5；

将反应好的预聚体胶体溶液进行离心浓缩；

将浓缩的预聚体胶体溶液分散于乙醇溶液，分散后的预聚体胶体溶液的质量浓度为2wt%-8 wt%；

将分散均匀的预聚体胶体溶液涂覆在基底材料上；

在室温下挥发成膜，利用阻聚剂调控MOFs生长的初期阶段，产生阻聚剂稳定的聚合阻断状态的预聚体，随后溶剂和阻聚剂的挥发可以引发前驱体的继续交联，从而进一步聚合形成连续的MOFs膜，制备的MOFs膜表面平整、内部均匀致密、厚度可控、可大尺寸成膜，具有高透光率。

2.根据权利要求1所述的一种制备金属有机骨架薄膜的方法，其特征在于，所述MOFs中的有机配体的溶液通过以下步骤制得：将MOFs中的有机配体的前驱体分散于有机溶剂中，所述MOFs中的金属离子的溶液通过以下步骤制得：将MOFs中的金属离子的前驱体分散于有机溶剂中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇或二甲基甲酰胺（DMF）中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种制备金属有机骨架薄膜的方法，其特征在于，所述基底为玻璃、高分子膜、多孔陶瓷或硅片中的一种或多种，所述涂覆方式为旋涂、滴涂或提拉中的一种或多种。

4.一种制备金属有机骨架复合薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将阻聚剂和MOFs中的有机配体的溶液混合，形成预聚体胶体，随后加入MOFs中的金属离子的溶液，在相应MOFs的合成条件下搅拌反应，得到预聚体胶体溶液，其中，所述MOFs的有机配体为二甲基咪唑、2-氨基对苯二甲酸或均苯三甲酸，所述MOFs的金属离子为Zn离子、Co离子、Cu离子或Zr离子，所述MOFs为ZIF-8、ZIF-67、HKUST-1或UiO-66-NH₂，所述预聚体为颗粒尺寸小于30 nm的MOFs团簇，所述阻聚剂为三乙胺，所述金属离子与所述阻聚剂的摩尔比为1:4-1:0.5；

将反应好的预聚体胶体溶液进行离心浓缩；

将浓缩的预聚体胶体溶液分散于乙醇溶液，分散后的预聚体胶体溶液的质量浓度为2wt%-8 wt%；

将客体功能物质加入上述混合溶液并均匀分散；

将分散均匀的混合溶液涂覆在基底材料上；

在室温下挥发成膜，利用阻聚剂调控MOFs生长的初期阶段，产生阻聚剂稳定的聚合阻断状态的预聚体，随后溶剂和阻聚剂的挥发可以引发前驱体的继续交联，从而进一步聚合形成连续的MOFs膜，制备的MOFs膜表面平整、内部均匀致密、厚度可控、可大尺寸成膜，具有高透光率。

5.根据权利要求4所述的一种制备金属有机骨架复合薄膜的方法，其特征在于，所述客体功能物质为金属纳米粒子、有机荧光分子或纳米线中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的一种制备金属有机骨架复合薄膜的方法，其特征在于，所述金属纳米粒子为Au、Pt或Pb中的一种或多种，所述有机荧光分子为罗丹明B、苝、四苯乙烯、六苯并苯或溴酚蓝中的一种或多种，纳米线为碳纳米管或银纳米线。