本发明专利技术公开了一维结构金属有机框架化合物及其制备方法，所述制备方法为：(1)取过饱和量的有机配体加于溶剂中，进行加热至有机配体完全溶解，制得过饱和溶液；(2)将金属盐加入过饱和溶液中进行反应，反应完全后，分离、干燥，制得所述一维结构金属有机框架化合物。制备的一维结构金属有机框架化合物为一维纳米线性结构，长度为100nm～100μm，直径为20nm～10μm。本发明专利技术一维结构金属有机框架化合物，具有更好的机械性能、更高的强度、更好的韧性；同时具备了纳米线所特有的电学性能。本发明专利技术一维结构金属有机框架化合物的制备方法操作简单、条件温和、反应时间短，适合大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米复合材料
，特别是涉及一维结构金属有机框架化合物及 其制备方法。
技术介绍
金属有机框架化合物(MOFs)是一类具有网状拓扑结构的新型功能材料，它是由金 属离子和有机配体通过配位键结合形成的一类复合材料，金属离子位于结构的顶点，通过 有机配体连接成网。这种特殊的组合方式使MOFs结构内部具有大量的微孔(小于2nm)，部分 MOFs结构的比表面积通常可达3000m2/g，在气体吸附，气体分离，催化剂，传感器，以及药物 载体等方面具有非常大的应用价值。 金属有机框架化合物的主要合成方法有:水热法，溶剂热法，微波辅助水热法，扩 散法和搅拌合成法等。水热法是在金属有机框架化合物的合成领域最为常见的一种方法， 一般情况下，将有机配体、无机金属盐和有机胺、去离子水、乙醇、甲醇、N，N'_二甲基甲酰 胺、N，N'_二甲基乙酰胺等溶剂，混合放入密闭容器中，设定一定温度，通过自生压力进行配 位反应。水热法操作简单，但反应条件较为苛刻。扩散法制备的金属有机框架化合物晶体的 质量较高，但耗时较长，生产效率低。其他方法也都存在反应时间长、制备工序复杂、制备条 件苛刻或产量低等弱点，大大限制了金属有机框架化合物的实际应用。 CN104174388A公开了一种金属有机框架复合物材料及其制备方法。该方法包括在 具有核壳结构的聚合物纳米线溶液中加入金属离子及有机配体，形成混合溶液;室温下结 晶得到金属有机框架/核壳结构聚合物纳米线复合物。这种复合物具有与纯的金属有机框 架化合物晶体相同的几何外形，并且单个晶体颗粒被聚合物纳米线贯穿包覆，颗粒之间通 过聚合物纳米线连接。此外还可以获得沿聚合物纳米线生长的金属有机框架纳米线网络复 合物。 CN104230962A公开了一种制备介孔金属有机框架物结构晶体的方法，磁力搅拌 下，将乙醇胺水溶液与m(no3) 2的水溶液混合，密封反应后得到Μ(0Η)2纳米线溶液，经抽滤、 沉积得到M(0H)2纳米线层，再与有机配体溶液混合，反应1~5h后，加热至40~100°C静置8 ~24h，重复洗涤得到所述的介孔金属有机框架物结构晶体;所述的金属Μ为Cu、Zn或Cd。 -般金属有机框架化合物都是块体材料。与块体材料相比，一维纳米线结构具有 更好的机械性能，其强度变强，韧性变好。同时，纳米线具有独特的电学性能，在电子，光电 子和纳米电子等方面有很大的应用潜力。一维结构金属有机框架化合物结合了一般金属有 机框架化合物和纳米线材料的优点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一维金属有机框架化合物的制备方法，所得 金属有机框架化合物具有一维纳米线结构，具有更好的机械性能、更高的强度、更好的韧 性，并且具备了纳米线所特有的电学性能。 一维结构金属有机框架化合物的制备方法，包括以下步骤： (1)取过饱和量的有机配体加于溶剂中，进行加热至有机配体完全溶解，制得过饱 和溶液； (2)将金属盐加入过饱和溶液中进行反应，反应完全后，分离、干燥，制得所述一维 结构金属有机框架化合物。 所述过饱和溶液浓度为0.01mmol/L~1000mmol/L。 优选的，所述过饱和溶液浓度为lmmol/L~100mm〇l/L〇 更优选的，所述过饱和溶液浓度为l〇mm〇l/L~100mmol/L〇 当然，由于不同有机配体在不同溶剂中的溶解度各有不同，所述过饱和溶液的浓 度首先得满足过饱和的要求。 所述溶剂为水、乙醇、甲醇、二乙基甲酰胺、N-甲基吡略烷酮、二甲基甲酰胺中的一 种或多种的混合。 优选的，所述溶剂为水、乙醇、甲醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种的混合。 所述有机配体为对苯二甲酸、间苯二甲酸、均苯三甲酸、偏苯三甲酸、咪唑、方形 酸、琥珀酸、联嘧啶中的一种或多种的混合。 更优选的，所述有机配体为对苯二甲酸、间苯二甲酸、均苯三甲酸、偏苯三甲酸中 的一种或多种的混合。 最优选的，所述有机配体为对苯二甲酸或均苯三甲酸。 所述加热温度为50~200°C。优选的，所述加热温度为50~150°C;更优选的，所述 加热温度为150~200°C;最优选的，所述加热温度为70~120°C。 加热温度的选择需要保证所述过饱和溶液在此温度下能够完全溶解。 所述过饱和溶液的配制过程可以采用机械搅拌，磁力搅拌，超声震荡等手段加速 溶解。 所述金属盐为铜盐、锌盐、铝盐、镁盐、铁盐、亚铁盐、镍盐、钴盐、钛盐、铬盐、锰盐、 镱盐、钙盐中的一种或多种的混合。 优选的，所述金属盐为铜盐、锌盐、铝盐、镁盐、铁盐、亚铁盐、镍盐、钴盐中的一种 或多种的混合。更优选的，所述金属盐为铜盐、锌盐、铁盐、亚铁盐、镍盐中的一种或多种的混合。 最优选的，所述金属盐为铜盐、锌盐、亚铁盐、镍盐中的一种。 所述金属盐为硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、卤化物、磷酸盐、碳酸盐、草酸盐中的一种 或多种的混合。 优选的，所述金属盐为硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、卤化物、磷酸盐中的一种或多种的 混合。 优选的，所述金属盐为硝酸盐、醋酸盐、卤化物中的一种或多种的混合。 优选的，所述金属盐为硝酸盐、醋酸盐、氯化物中的一种。所述产物分离方法可以为离心、过滤或抽滤。 所述干燥方法可以为加热烘干、喷雾干燥、冷冻干燥或微波干燥。 本专利技术所述方法是一种通用方法，可以用于合成不同成分的一维结构金属有机框 架化合物材料。 所述一维结构金属有机框架化合物，为一维纳米线性结构，长度为lOOnm~100μπι， 直径为20nm~ΙΟμL?ο 通过本专利技术优选的原料和实验条件，制备得到的纳米线产物的结构和形貌均匀性 更好，产物纯度更高。 相对于块状金属有机框架化合物，本专利技术一维结构金属有机框架化合物具有更好 的机械性能、更高的强度、更好的韧性，在气体吸附，气体分离，催化剂，传感器，以及药物载 体，锂离子电池前驱体等方面具有更加出色的表现；同时具备了纳米线所特有的电学性能， 在电子、光电子和纳米电子等方面有很大的应用潜力。 本专利技术一维结构金属有机框架化合物的制备方法操作简单、条件温和、反应时间 短，适合大规模生产；另外通过本专利技术制备的一维结构金属有机框架化合物能够自纺织成 膜，可用于膜分离，锂离子电池隔膜等方面。【附图说明】 图1为实施例1所得当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一维结构金属有机框架化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取过饱和量的有机配体加于溶剂中，进行加热至有机配体完全溶解，制得过饱和溶液；(2)将金属盐加入过饱和溶液中进行反应，反应完全后，分离、干燥，制得所述一维结构金属有机框架化合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：辛文秀，黄萍，方罗，童莹慧，丁海樱，孔思思，
申请(专利权)人：浙江省肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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