[发明专利]一种CoNi合金MOF多孔材料及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种CoNi合金MOF多孔材料及其制备和应用，该多孔材料通过以下过程制备而成：(1)取四水合乙酸钴、四水合乙酸镍、有机连接剂加入无水乙醇中，搅拌溶解，得到呈透明状的混合溶液；(2)将混合溶液转移至反应釜内，水热反应，所得反应产物洗涤、干燥，得到前驱体粉末；(3)将前驱体粉末置于惰性气氛下高温还原，接着冷却至室温后，即得到目标产物。本发明可获得分散性较好且形貌粒径均一的产物颗粒，在氮气气氛下高温还原后，仍然能较完整保持原有形貌，且无明显的团聚现象。同时这种CoNi合金MOF多孔材料在微波吸收、催化、传感器等领域上表现出优异的性能。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及一种CoNi合金MOF多孔材料及其制备和应用。

背景技术

金属有机框架(Metal-organic Framework,简称MOF)材料是一类由金属离子和有机配体通过配位键自组装构成，是新型材料中令人兴奋的一类结晶多孔材料。它具有高度规则的拓扑结构和周期性的网络通道，MOF材料在储气、催化、电子传导材料、传感器和抗电磁干扰等领域获得了广泛的应用。然而纯的MOF导电和介电性能较低，无法满足电磁阻抗匹配的要求；并且MOF材料通常易团聚，无法充分暴露其反应活性位点等缺点，导致其应用受到一定限制。为了提高MOF的导电性、解决团聚现象，对MOF前驱体的热退火是获得多孔金属碳基纳米结构材料的策略之一，且通过选择不同的金属源和有机连接剂，可以有效调控MOF衍生物的最终成分，得益于MOF多样化的成分和良好的化学均一性，人们已经做出了许多努力来证明MOF是制造多功能无机功能材料的理想模板。

CoNi合金因其特殊的物理和化学性质而被广泛的研究，适用于微波吸收、催化、储氢、生物医学微型器件和磁共振成像剂等不同的领域。CoNi合金的应用受到成分和形貌两方面因素的影响，因为成分和形貌的不同将导致合金材料的固有磁矩、磁导率和磁性的改变。单一组份的CoNi合金却存在密度大、易氧化、易团聚等现象。因而其在与电磁波相互作用时存在电磁损耗机制单一的缺点，很难同时满足衰减和阻抗匹配的问题，导致吸波性能不理想。作为催化剂时，CoNi合金的团聚致使催化剂活性位点大量减少，从而降低其催化活性。因此，如能利用特殊性能的材料对其进行形貌或性状改性，有助于提高合金材料的比表面积、化学稳定性、电子传导速率等，进而可有效增强其应用性能。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种CoNi合金MOF多孔材料及其制备和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一提供了一种CoNi合金MOF多孔材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取四水合乙酸钴、四水合乙酸镍、有机连接剂加入无水乙醇中，搅拌溶解，得到呈透明状的混合溶液；

(2)将混合溶液转移至反应釜内，水热反应，所得反应产物洗涤、干燥，得到前驱体粉末；

(3)将前驱体粉末置于惰性气氛下高温还原，接着冷却至室温后，即得到目标产物。

进一步的，步骤(1)中，所述有机连接剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、2-甲基咪唑、对苯二甲酸、3,3’,5,5’-联苯四羧酸中的任一种。

进一步的，步骤(1)中，四水合乙酸钴、四水合乙酸镍、有机连接剂的质量比为(1～6)：(1～3)：(3～23)。

进一步的，步骤(1)中，无水乙醇的添加量满足：混合溶液中Ni²⁺浓度为1～4g/L。

进一步的，步骤(2)中，水热反应的温度为60～130℃，时间为5～12h。

进一步的，步骤(2)中，洗涤过程为：采用去离子水与乙醇以8000-10000rpm转速离心洗涤数次。

进一步的，步骤(2)中，干燥过程具体为：在60～80℃下真空干燥。