一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法技术

本发明专利技术是一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1、将一定量的2‑甲基咪唑在水中搅拌溶解；步骤2、将一定量的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入步骤1中并维持搅拌一定时间；步骤3、将一定量的九水合硝酸锌水溶液加入步骤中并维持搅拌一定时间；步骤4、停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置一段时间；步骤5、将一定量的聚合物表面活性剂加入步骤4中搅拌并维持一定时间，经透析纯化后得到分散在水中的经过表面修饰的有机金属框架材料。该发明专利技术所述方法操作简单，能够显著提高有机金属框架材料在水中的稳定性，且粒径小于100 nm，为后续的生物医学应用提供了可能。

【技术实现步骤摘要】
一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法
本专利技术属于表面修饰
，具体的说是涉及一种有机金属框架的表面修饰方法。
技术介绍
胶体形式的金属有机骨架（MOFs）的出现带来了新型功能多孔材料设计的范式转变，除了它们作为多孔载体的固有形式之外，胶体MOF颗粒还可以通过调控分散、成形、功能化、转化和组装赋予它们进一步的性能和应用。在这方面，沸石咪唑盐骨架-8（ZIF-8）作为MOF的一员，已成为胶体科学的先驱，如今，经过十多年的研究，生产具有可调尺寸和形态的单分散胶体ZIF-8颗粒成为可能，从而为开发新型功能复合材料提供了机会。然而，ZIF-8的结构在水中并不稳定，水分子会水解与金属中心配位的咪唑基从而破坏骨架。通过表面修饰，会提高ZIF-8在水中的结构稳定性。未经修饰的ZIF-8不能稳定的分散在水中，会有团聚的现象，聚合物表面活性剂作为常用的增溶剂，可以与疏水材料表面接触，显著提高疏水材料在水中的稳定性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，该方法能够提高金属有机框架在水中的稳定性，无需多步骤修饰。为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术是一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤1、将一定量的2-甲基咪唑在水中搅拌溶解；步骤2、将一定量的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入步骤1中并维持搅拌一定时间；步骤3、将一定量的九水合硝酸锌水溶液加入步骤中并维持搅拌一定时间；步骤4、停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置一段时间；步骤5、将一定量的聚合物表面活性剂加入步骤4中搅拌并维持一定时间，经透析纯化后得到分散在水中的经过表面修饰的有机金属框架材料。本专利技术的进一步改进在于：在所述步骤1中，2-甲基咪唑的浓度为1.32mol/L，2-甲基咪唑的用量为1mL。本专利技术的进一步改进在于：在所述步骤2中，十六烷基三甲基溴化铵水溶液的浓度为1mg/mL，十六烷基三甲基溴化铵水溶液的用量为400μL。本专利技术的进一步改进在于：在所述步骤3中，九水合硝酸锌水溶液的浓度为24mmol/L，九水合硝酸锌水溶液的用量为1mL。本专利技术的进一步改进在于：步骤1、步骤2、步骤3中的搅拌时间均为10min。本专利技术的进一步改进在于：在所述步骤4中，自然静置时间为0-24h。本专利技术的进一步改进在于：在所述步骤5中，聚合物表面活性剂为Pluronic@F-127（简称F-127）、Pluronic@F-108（简称F-108）、Pluronic@F-68（简称F-68）,聚乙烯吡咯烷酮（简称PVP）或聚氧乙烯（100）十八烷基醚（简称Brij@S100）。本专利技术的进一步改进在于：在所述步骤5中，所述聚合物表面活性剂的用量为10mg。本专利技术的进一步改进在于：在所述步骤5中，搅拌时间为6h。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过简单的表面修饰就能够显著提高金属有机框架在水中的稳定性，无需多步骤修饰，使金属有机框架材料适用于生物医学领域，且粒径小于100nm，也便于研究人员掌握和使用。附图说明图1为ZIF-8和ZIF-8/F-127的实物对比图。图2为ZIF-8和ZIF-8/F-127的光散射对比图。图3为ZIF-8/F-127的透射电子显微镜图。图4为ZIF-8的透射电子显微镜图。图5为ZIF-8/PVP的透射电子显微镜图。图6为实施例四所得材料的透射电子显微镜图。图7为实施例五所得材料的透射电子显微镜图。具体实施方式以下将以图式揭露本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术是一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、将一定量的2-甲基咪唑在水中搅拌溶解；步骤2、将一定量的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入步骤1中并维持搅拌一定时间；步骤3、将一定量的九水合硝酸锌水溶液加入步骤中并维持搅拌一定时间；步骤4、停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置一段时间；步骤5、将一定量的聚合物表面活性剂加入步骤4中搅拌并维持一定时间，经透析纯化后得到分散在水中的经过表面修饰的有机金属框架材料。实施例一本专利技术是一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、配置1mL浓度为1.32mol/L的2-甲基咪唑水溶液将其搅拌溶解；步骤2、将400μL浓度为1mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入上述溶液并搅拌10分钟；步骤3、将1mL浓度为24mmol/L的九水合硝酸锌水溶液加入上述溶液并维持搅拌10分钟；步骤4、将上述溶液停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置24h；步骤5、将10mg的F-127加入上述溶液中搅拌6h，经透析纯化后得到分散在水中的经过表面修饰了F127的有机金属框架材料。实验结果表明，如图1、图2和图3所示，经过F-127修饰的ZIF-8均匀分散在水中，溶液澄清透明，粒径约为50nm，为立方体形，在激光笔照射下有丁达尔现象。实施例二本专利技术是一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、配置1mL浓度为1.32mol/L的2-甲基咪唑水溶液将其搅拌溶解；步骤2、将400μL浓度为1mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入上述溶液并搅拌10分钟；步骤3、将1mL浓度为24mmol/L的九水合硝酸锌水溶液加入上述溶液并维持搅拌10分钟；步骤4、将上述溶液停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置24h；步骤5、经透析纯化后得到分散在水中的有机金属框架材料。实验结果表明，如图1、图2和图4所示，ZIF-8的透射电镜图呈50nm左右的立方体形，溶液呈白色浑浊状，在激光的照射下可以观察到光散射明显变强，说明颗粒团聚严重。实施例三本专利技术是一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、配置1mL浓度为1.32mol/L的2-甲基咪唑水溶液将其搅拌溶解；步骤2、将400μL浓度为1mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入上述溶液并搅拌10分钟；步骤3、将1mL浓度为24mmol/L的九水合硝酸锌水溶液加入上述溶液并维持搅拌10分钟；步骤4、将上述溶液停止搅拌，使所得样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：/n步骤1、将一定量的2-甲基咪唑在水中搅拌溶解；/n步骤2、将一定量的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入步骤1中并维持搅拌一定时间；/n步骤3、将一定量的九水合硝酸锌水溶液加入步骤中并维持搅拌一定时间；/n步骤4、停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置一段时间；/n步骤5、将一定量的聚合物表面活性剂加入步骤4中搅拌并维持一定时间，经透析纯化后得到分散在水中的经过表面修饰的有机金属框架材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
步骤1、将一定量的2-甲基咪唑在水中搅拌溶解；
步骤2、将一定量的十六烷基三甲基溴化铵水溶液加入步骤1中并维持搅拌一定时间；
步骤3、将一定量的九水合硝酸锌水溶液加入步骤中并维持搅拌一定时间；
步骤4、停止搅拌，使所得样品在室温下自然静置一段时间；
步骤5、将一定量的聚合物表面活性剂加入步骤4中搅拌并维持一定时间，经透析纯化后得到分散在水中的经过表面修饰的有机金属框架材料。


2.根据权利要求1所述一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤1中，2-甲基咪唑的浓度为1.32mol/L，2-甲基咪唑的用量为1mL。


3.根据权利要求1所述一种高分散性有机金属框架纳米材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤2中，十六烷基三甲基溴化铵水溶液的浓度为1mg/mL，十六烷基三甲基溴化铵水溶液的用量为400μL。


4.根据权利要求1所述一种高分散性有机金属框架纳米材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范曲立，琚雯雯，陆峰，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32