石墨烯‑金属有机框架复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯‑金属有机框架复合薄膜及其制备方法，该复合薄膜包括逐级交替设置于基底上的金属有机框架化合物薄膜层和石墨烯片层，最下层为金属有机框架化合物薄膜层；基底上修饰有第一配位功能团，基底通过第一配位功能团与金属有机框架化合物化学结合；石墨烯片层上修饰有第二配位功能团，石墨烯片层通过第二配位功能团与金属有机框架化合物化学结合。制备方法，包括：(1)在基底上修饰第一配位功能团，得到修饰基底；(2)在修饰基底上逐级交替生长金属有机框架化合物薄膜层和修饰有第二配位功能团的石墨烯片层。该复合薄膜具有与基底结合牢固、结构可调、石墨烯可生长在金属有机框架化合物不同晶面上、石墨烯含量可控等优点。

Graphene metal organic framework compound film and preparation method thereof

The invention discloses a graphene metal organic framework compound film and preparation method of the composite film includes alternating step by step is arranged on the substrate metal organic framework compound film layer and the graphene layer, the lower layer is a metal organic framework compound film layer on the substrate; modification of the first coordination group, through the basement the first coordination functional groups and metal organic frameworks with chemical compounds; the graphene modified second ligand functional groups of graphene sheets by combining the second ligand functional groups and metal organic framework compound chemistry. The preparation methods include: (1) modify the first coordination functional group on the substrate and get the modified substrate; (2) grow the metal organic framework compound film layer alternately on the modified substrate, and modify the graphene lamella with second coordination functional groups. The composite film has the advantages of strong bonding with the substrate, adjustable structure, and growth of graphene on metal organic frameworks with different crystal faces and controllable graphene content.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯-金属有机框架复合薄膜及其制备方法
本专利技术属于复合材料
，尤其涉及一种石墨烯-金属有机框架复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
金属有机框架(Metal-OrganicFrameworks，MOFs)，是一种由金属中心和有机配体通过配位键组装而成的具有有序孔洞结构的有机无机杂化材料。作为一类新型的多孔材料，MOFs因具有比表面积大、结构多样性、孔道尺寸可调及骨架可修饰等优点，在气体存储、吸附分离、催化、传感等领域有潜在应用。但其也存在着化学稳定性较差、色散力较小、导电性差、机械强度差、多以粉末形式存在而难以器件化等缺点，限制了它的实际应用。石墨烯是由sp2杂化碳原子紧密堆积成的单层二维蜂窝状晶体，它具有比表面积大、导电性和化学稳定性良好以及特殊的光、电、磁等性质，吸引了众多研究团队的目光。氧化石墨烯是化学氧化还原法制备石墨烯的重要前驱体，其表面含有羧基、羟基、环氧基等含氧功能团，可通过进一步化学修饰的方式得到表面带有不同功能团的石墨烯类材料。石墨烯类材料在应用中存在着分散性较差、容易堆积团聚的关键性问题，严重影响其性能的充分发挥。考虑到两者的独特的物理化学性质，将金属有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯‑金属有机框架复合薄膜，其特征在于，包括逐级交替设置于基底上的金属有机框架化合物薄膜层和石墨烯片层，最下层为金属有机框架化合物薄膜层；所述基底上修饰有第一配位功能团，所述基底通过第一配位功能团与金属有机框架化合物化学结合；所述石墨烯片层上修饰有第二配位功能团，所述石墨烯片层通过第二配位功能团与金属有机框架化合物化学结合。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯-金属有机框架复合薄膜，其特征在于，包括逐级交替设置于基底上的金属有机框架化合物薄膜层和石墨烯片层，最下层为金属有机框架化合物薄膜层；所述基底上修饰有第一配位功能团，所述基底通过第一配位功能团与金属有机框架化合物化学结合；所述石墨烯片层上修饰有第二配位功能团，所述石墨烯片层通过第二配位功能团与金属有机框架化合物化学结合。2.根据权利要求1所述的石墨烯-金属有机框架复合薄膜，其特征在于，所述第一配位功能团包括羧基、羟基、环氧基、吡啶基、咪唑基中的一种或多种；所述第二配位功能团包括羧基、羟基、环氧基、吡啶基、咪唑基中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的石墨烯-金属有机框架复合薄膜，其特征在于，所述金属有机框架化合物为金属离子或金属氧簇与桥联配体配位形成的三维空间多孔晶体结构；所述第一配位功能团与金属离子或金属氧簇共价结合，所述第二配位功能团与金属离子或金属氧簇共价结合。4.根据权利要求3所述的石墨烯-金属有机框架复合薄膜，其特征在于，所述金属离子或金属氧簇中的金属离子包括Cu2+、Ni2+、Co2+、Zn2+、Mg2+、Fe3+或Zr4+；所述桥联配体为1,3,5-苯三甲酸、吡啶二羧酸、对苯二甲酸及其衍生物、哌啶、4,4’-联吡啶、三乙烯二胺和卟啉四羧酸中的一种或多种。5.根据权利要求1～4任一项所述的石墨烯-金属有机框架复合薄膜，其特征在于，所述金属有机框架化合物薄膜层的厚度为1nm～200nm；所述金属有机框架化合物薄膜层的级数为1～20，所述石墨烯片层的级数为1～20。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶呈安，陈瑞，王芳，邹晓蓉，黄坚，李玉姣，王建方，康艳，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43