[发明专利]一种金属有机配位纳米材料，制备、使用方法和传感器

说明书

本申请公开了一种金属有机配位纳米材料及其制备使用方法，基于该材料的传感器。金属有机配位框架纳米材料，使分子4,4'‑二‑(羟基)四联苯的羟基发生脱氢反应产生的‑O‑活性基团与金属原子发生配位，形成金属有机最基本单元，此单元向外扩展形成纳米材料。该材料吸收二氧化碳，可以通过加热释放，使材料可以反复使用。基于该金属有机配位框架纳米材料的二氧化碳吸收传感器，收风口连接浓度传感设备后连接出风口，所述机械泵用于为装置抽风，所述浓度传感器包括加热器和上述金属有机配位框架纳米材料。该材料在不影响结构稳定性筛选气体分子。纳米孔洞会使得金属结合位点有相对小的空间位阻，能增加反应的进行而增加材料对二氧化碳的敏感性。

技术领域

本申请涉及金属有机配位化合物技术领域，尤其涉及一种金属有机配位纳米材料，制备、使用方法和传感器。

背景技术

二氧化碳是动植物呼吸的主要产物，是光合作用的主要碳来源，对生物体系产生很大的影响。二氧化碳还作为指示物来测量，用来评估室内空气新鲜程度，当二氧化碳浓度过高时，人容易产生疲劳和咽喉刺激甚至危害健康。在密闭情况下控制二氧化碳浓度可以控制动植物的生长发育情况，所以吸附和转移二氧化碳的技术非常重要。

金属有机配位框架(MOF)材料是由金属原子和有机分子官能团通过配位作用形成的框架结构，金属原子可以提供金属位点，有机分子作为材料骨架形成孔隙支撑整个结构。在气体催化，气体存储方面有很大的应用前景。主要因为金属有机配位框架材料有不同大小的孔隙率，可以通过孔隙的大小过滤筛选不同大小的气体分子。再通过气体与连接节点处的金属原子相互作用，达到固定气体分子的作用。

现在报道的用于二氧化碳检测的大多是有机聚合物层，例如聚硅氧烷、聚苯胺、聚吡咯、金属酞菁等，这些传统的传感器材料由于缺少孔洞，所以敏感性不能令人满意，增加孔洞其稳定性又会出现问题，而且很难过滤气体选择性也比较差。

发明内容

本申请实施例提供一种金属有机配位纳米材料，制备、使用方法和传感器，解决了现有技术对二氧化碳浓度不敏感，且稳定性差的问题。

本申请实施例还提供一种金属有机配位框架纳米材料，4,4'-二-(羟基)四联苯在真空环境室温条件下用金属催化，使羟基发生脱氢反应生成-O-活性基团，并与金属原子发生配位作用，形成十字形的金属有机最基本单元，此单元向外扩展形成大面积网格配位结构。

本申请实施例还提供一种金属有机配位框架纳米材料的制备方法，用于制备上述金属有机配位框架纳米材料，包含以下步骤：

在真空腔内准备两个Ta材料容器，一个装入4,4'-二-(羟基)四联苯分子，另一个装入金属片。

在Ta容器两头加电流产生蒸镀的4,4'-二-(羟基)四联苯分子和金属原子。

对产生的物质进行退火。

优选地，真空条件优于10-8torr。

优选地所述金属片为Fe。

优选地，以Au、Ag、Cu任意一种为基底上制备此金属有机配位框架纳米材料。

本申请实施例还提供一种金属有机配位框架纳米材料的使用方法，使用上述金属有机配位框架纳米材料，包括以下步骤：

对吸收了二氧化碳的金属有机配位框架纳米材料进行加热。

进一步优选地，加热的温度为200℃。

本申请实施例还提供一种二氧化碳吸收传感器，包含收风口，浓度传感设备、机械泵和出风口，所述收风口连接浓度传感设备后连接出风口，所述机械泵用于为装置抽风，所述浓度传感器包括加热器和上述金属有机配位框架纳米材料。

进一步地，所述加热器包括电热丝和控温元件，所述加热丝用于给金属有机配位框架纳米材料加热，所述控温元件用于调控加热温度。