【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料，特别涉及一种利用静电喷雾技术制备金属有机框架复合材料的方法。
技术介绍
1、金属有机框架材料(metal-organic framework，mof)是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过自组装形成度有序的多孔晶体聚合物，作为一种新兴的晶态多孔材料，不仅有极高的比表面积和孔隙度，还具有原子尺度的可控设计和调节等特点，因此在催化、传感、气体存储分离等领域具有良好的应用潜力，但由于mof材料自身存在一些不足，如结构稳定性较差、高性能mof材料往往配体结构复杂等缺点。为了解决这一问题，研究者更多的目光投向到了制备性能优越的mof复合物上，通过原位合成法或合成后处理法，可以可控地将待复合组分引入到mof材料中，不仅可以实现发挥多组分各自的优势，还可以产生“1+1＞2”的协同效应，并提升mof材料的结构稳定性、降低使用成本等效果。
2、目前mof材料的复合方法仍是以溶剂热法为主，但溶剂热法且受待复合组分种类的限制，局限于待复合组分的可溶性和热稳定性，组分在溶剂中溶解度过低或在一定温度下发生分解或其他化学反应，均不适合采用溶剂热法，且溶剂热法存在耗时时间长、加热温度高、合成过程密闭不可见等缺点。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种利用静电喷雾技术制备金属有机框架复合材料的方法，本专利技术提供的方法方便快捷，成本低廉，对mof材料和待复合组分没有太大限制。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
4、提供金属有机框架材料前驱液；所述金属有机框架材料前驱液的原料包括有机配体和配位金属盐；
5、提供待复合组分分散液；
6、将所述金属有机框架材料前驱液、待复合组分分散液分别装入平板接收器两侧的推进装置中，装有金属有机框架材料前驱液的第一推进装置与静电纺丝机的电源正极连接，装有待复合组分分散液的第二推进装置与静电纺丝机的电源负极连接，所述平板接收器连接地线，开启电源，进行静电喷雾，在平板接收器表面得到金属有机框架复合材料。
7、优选的，所述金属有机框架材料包括mof-5、mof-74、uio-66、mil-101、zif-8、zif-67和uio-67中的一种或几种。
8、优选的，所述待复合组分包括活性炭、碳纳米管、分子筛、氧化石墨烯、氧化铝和二氧化锰中的一种或几种。
9、优选的，所述第一推进装置的针头与第二推进装置的针头间的直线距离为10～20cm；
10、所述第一推进装置的针头、第二推进装置的针头所在高度距离平板接受器独立地为10～25cm。
11、优选的，所述静电喷雾过程中，第一推进装置、第二推进装置的推进速率独立地为0.02～0.05ml/h。
12、优选的，所述静电喷雾的电压为15～20kv，时间≥6h。
13、优选的，所述金属有机框架材料前驱液的制备方法，包括以下步骤：
14、将有机配体与第一有机溶剂混合，得到有机配体溶液；
15、将配位金属盐与第二有机溶剂混合，得到配位金属盐溶液；
16、将所述有机配体溶液与配位金属盐溶液混合，进行自组装配位反应，获得固体，将所述固体与第三有机溶剂混合，得到金属有机框架材料前驱液。
17、优选的，所述有机配体与配位金属盐的质量比为0.5～1:1～2。
18、优选的，所述待复合组分的粒径60～80目；
19、所述待复合组分分散液中待复合组分的浓度为0.05～0.1g/ml。
20、本专利技术提供了上述方法制备得到的金属有机框架复合材料，包括待复合组分内核和包覆在所述待复合组分内核表面的颗粒状金属有机框架材料。
21、本专利技术提供了一种利用静电喷雾技术制备金属有机框架复合材料的方法，包括以下步骤：提供金属有机框架材料前驱液；所述金属有机框架材料前驱液的原料包括有机配体和配位金属盐；提供待复合组分分散液；将所述金属有机框架材料前驱液、待复合组分分散液分别装入平板接收器两侧的推进装置中，装有金属有机框架材料前驱液的第一推进装置与静电纺丝机的电源正极连接，装有待复合组分分散液的第二推进装置与静电纺丝机的电源负极连接，所述平板接收器连接地线，开启电源，进行静电喷雾，在平板接收器表面得到金属有机框架复合材料。本专利技术利用静电喷雾技术，使第一推进装置喷出的金属有机框架材料前驱液、第二推进装置喷出的待复合组分分散液通过库仑引力相互碰撞，凝结后，表面张力较高的金属有机框架材料前驱液液滴形成复合材料的壳层，表面张力较低的待复合组分分散液液滴形成内核，从而实现金属有机框架材料与待复合组分的复合，从而实现金属有机框架材料与待复合组分的复合，获得具有均匀核壳结构的金属有机框架复合材料。本专利技术提供的方法具有广泛的适用性，不局限于特定如mof-5这一种mof材料，待复合组分也不局限于活性炭(ac)这一种材料，根据应用场景所需要的物理性质如孔径大小、孔隙率、比表面积等和化学性质如光催化性能、电催化性能等而决定，组合方式灵活，可根据材料的不同性质和金属有机框架的特性，适用于催化、传感、气体分离储存等领域。且本专利技术采用静电喷雾技术，避免了传统的溶剂热法存在的由于温度过高对晶体结构的破坏、加热温度高加热时间长的成本高昂等问题，相比于传统的溶剂热法耗能少且成本低。
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1.一种利用静电喷雾技术制备金属有机框架复合材料的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料包括MOF-5、MOF-74、UiO-66、MIL-101、ZIF-8、ZIF-67和UIO-67中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待复合组分包括活性炭、碳纳米管、分子筛、氧化石墨烯、氧化铝和二氧化锰中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一推进装置的针头与第二推进装置的针头间的直线距离为10～20cm；
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述静电喷雾过程中，第一推进装置、第二推进装置的推进速率独立地为0.02～0.05mL/h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静电喷雾的电压为15～20kV，时间≥6h。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料前驱液的制备方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机配体与配位金属盐的质量比为0.
9.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述待复合组分的粒径为60～80目；
10.权利要求1～9任意一项所述方法制备得到的金属有机框架复合材料，所述金属有机框架复合材料包括待复合组分内核和包覆在所述待复合组分内核表面的颗粒状金属有机框架材料。
...【技术特征摘要】
1.一种利用静电喷雾技术制备金属有机框架复合材料的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料包括mof-5、mof-74、uio-66、mil-101、zif-8、zif-67和uio-67中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待复合组分包括活性炭、碳纳米管、分子筛、氧化石墨烯、氧化铝和二氧化锰中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一推进装置的针头与第二推进装置的针头间的直线距离为10～20cm；
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述静电喷雾过程中，第一推进装置、第二推进装置的推进...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宪泽，王一凡，吴敬慧，王驰，耿直，崔晓春，高一迪，李可晴，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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