本发明专利技术公开了一种金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）制备固体粉末状的氧化石墨；（2）将固体粉末状的氧化石墨在惰性气体氛围中进行高温还原，得到氧化石墨烯粉末；（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯粉末分散在水中并进行超声处理，然后加入Cr(NO3)3·9H2O和H2BDC混合液中，并在210～230℃下反应，得到粗制金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料；（4）将步骤（3）得到的粗制金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料先后使用乙醇和氟化铵溶液浸泡清洗，最后得到纯化的金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料。本发明专利技术制备的吸附剂比表面大，具有发达的微孔孔隙，具有很高的水蒸汽吸附容量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括以下步骤：（1）制备固体粉末状的氧化石墨；（2）将固体粉末状的氧化石墨在惰性气体氛围中进行高温还原，得到氧化石墨烯粉末；（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯粉末分散在水中并进行超声处理，然后加入Cr(NO3)3·9H2O和H2BDC混合液中，并在210～230℃下反应，得到粗制金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料；（4）将步骤（3）得到的粗制金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料先后使用乙醇和氟化铵溶液浸泡清洗，最后得到纯化的金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料。本专利技术制备的吸附剂比表面大，具有发达的微孔孔隙，具有很高的水蒸汽吸附容量。【专利说明】
本专利技术涉及水蒸汽吸附材料，特别涉及一种金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料 的制备方法。
技术介绍
空气湿度对工业生产过程、产品质量控制、食品安全以及人体舒适度都有重要影 响。在工业生产过程中，若空气湿度过高，将影响某些反应产物的合成过程及收率；在产品 质量控制中，若忽视了空气湿度的影响，将会严重影响产品品质；在餐饮服务行业，若未能 有效控制食物存放环境湿度，将会造导致食物发霉变质；在工作或家居环境，若未能营造一 个舒适干爽的环境，将降低工人工作效率并影响人体健康。所以，开发出高效的空气除湿技 术，对生产和生活均有重要意义。目前，常见的空气除湿技术主要有冷凝、热泵、吸收、吸附、膜除湿等技术，而湿度 控制方法又可分为机械性湿度控制方法和非机械性湿度控制方法。传统的冷凝除湿技术作 为一种机械性除湿技术，在其自身不断发展完善的同时也暴露出两大缺点，既能耗大、制冷 工质可能破坏臭氧层。膜除湿技术日益受到关注的同时，除湿膜的机械性能和连续工作时 间也有待提高，以进一步降低膜除湿的成本。吸附除湿系统可以有效降低空调系统能耗，且 与吸收式除湿相比吸附剂易再生，是极具吸引力的非机械式湿度控制方法。吸附除湿常用的吸附剂主要有氯化锂、硅胶、氧化铝和沸石等，但是这些传统的吸 附材料在实际应用中往往有其不足。例如氯化锂的水吸附热很大，且具有腐蚀性，这就影响 其制冷效果并增加了其设备成本要求；分子筛水蒸气吸附容量很小，而氧化铝除湿能力仅 有硅胶的50% ;硅胶在大量吸水之后，颗粒容易破裂，且在中等湿度范围对水蒸气的吸附容 量偏小(要引用李鑫的博士学位论文)，即使是一些改性的活性炭材料，由于受其孔容的限 制，在100%相对湿度条件下，其对水蒸气的吸附容量也不超过0.80g/go针对这些存在问 题，研究开发出高水蒸汽吸附容量的新型吸附材料是非常必要的。近年来,金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料因具有高比表 面积和高孔容，孔径可调、表面易修饰等特性在气体吸附分离等领域展现出很好的潜在应 用前景。其中，有法国学者最先合成出的MIL-101材料是一种水热稳定性很好的MOFs材料， 也是迄今为止比表面积和孔容最大的固体多孔材料之一。尽管此MIL-101对水蒸气的吸附 容量很大，但仍达不到它的最大孔容，仍有很大的发展空间。主要原因是:虽然这类材料的 比表面积很大，但其原子密度小。近年来，石墨烯(Gr)及其衍生材料的发展引起了科学界的极大关注。石墨烯是由 单层碳原子以SP2杂化轨道组成的二维薄膜，这是目前世界上最薄也最坚硬的纳米材料，其 致密的碳原子表面可以提供足够强大的色散作用以吸附小分子客体。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供，制备得到的金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料比表面大，具有发达的微孔孔隙，具有很高的水蒸汽吸附容量。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:，包括以下步骤:(I)制备固体粉末状的氧化石墨(GO)；(2)将固体粉末状的氧化石墨在惰性气体氛围中进行高温还原，得到氧化石墨烯粉末(GrO)；(3)将步骤(2)得到的氧化石墨烯粉末分散在水中并进行超声处理，然后加入 Cr (NO3)3 ? 9H20、H2BDC和HF，并在210?230°C下反应7?9小时，得到粗制金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料(GrCMIL-1Ol);其中，所述氧化石墨烯粉末与Cr(NO3)3 ? 9H20的质量比为 1:5 ?1:200 ；Cr(NO3)3 ? 9H20 =H2BDC:HF =H2O 的摩尔比为 1:1:1:278 ；(4)将步骤(3)得到的粗制金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料先后使用乙醇和氟化铵溶液浸泡清洗，最后得到纯化的金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料。步骤(I)所述制备固体粉末状的氧化石墨，具体为:将粒径为20?60 ii m的石墨粉末加入到NaNO3和浓硫酸(浓度为95?98%)的混合液中，在冰浴下进行充分搅拌，同时以I?3g miiT1的速率加入KMnO，然后撤去冰浴，继续搅拌12?8小时后加入水和H2O2，然后过滤，水洗、离心、喷雾干燥得到固体粉末状的氧化石墨。步骤(2)所述将固体粉末状的氧化石墨在惰性气体氛围中进行高温还原，得到氧化石墨稀粉末，具体为:将步骤(I)所得固体粉末状的氧化石墨在惰性气体氛围中350?1050°C下进行加热处理I?90min,制得氧化石墨烯粉末。步骤(4)所述将步骤(3)得到的粗制金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料先后使用乙醇和氟化铵溶液浸泡清洗，最后得到纯化的金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料，具体为:将步骤(3)中得到的粗制金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料分别使用乙醇与 20?40mmol L—1的氟化铵溶液浸泡8?12小时，然后150?180°C真空干燥3?12小时， 得到纯化的金属有机骨架-氧化石墨烯复合材料。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果:本专利技术利用氧化石墨烯(GrO)具有丰富的含氧官能团，可将氧化石墨烯(GrO)与 MIL-101材料复合，制备出不仅比表面积大，而且具有较高的原子密度，从而能明显提高材料的吸附水蒸气性能。本专利技术通过首先用热还原法，将GO部分还原并剥离为较少分子层O3层)的GrO，然后通过溶剂热法合成出一种GrO麵IL-101材料。这种材料对水蒸汽的吸附容量得到了明显提高，水蒸气吸附容量可高达到162wt%，即1.62g/g，明显高出MIL-101 对水汽的吸附容量。【专利附图】【附图说明】图1是实施例1、实施例2和实施例3制备的GrO麵IL-101与普通的MIL-101材料的水蒸汽吸附等温线对比图。图2是实施例1、实施例2和实施例3制备的GrO@IL-101材料的XRD表征对比图。图3是实施例1、实施例2和实施例3制备的GrO@IL-101与普通的MIL-101材料的Raman表征对比图。【具体实施方式】下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1将粒径为60μm的石墨粉末4g加入到4g NaNO3和200mL浓硫酸(浓度为95%)的混合液中，在冰浴中进行充分搅拌，同时以1g min-1的速率加入24gKMN04。然后撤去冰浴， 继续搅拌12小时后加入1120mL水和80mL H2O2,过滤洗去过量的酸后离心、真空干燥得到固体粉末G0。将GO在N2氛围中1050°C下进行加热处理lmin，制得固体粉末GrO。按GrO与 Cr(NO3)3 ? 9H20的质量比为1:5配置反应液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属有机骨架?氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备固体粉末状的氧化石墨；（2）将固体粉末状的氧化石墨在惰性气体氛围中进行高温还原，得到氧化石墨烯粉末；（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯粉末分散在水中并进行超声处理，然后加入Cr(NO3)3·9H2O、H2BDC和HF，并在210～230℃下反应7～9小时，得到粗制金属有机骨架?氧化石墨烯复合材料；其中，所述氧化石墨烯粉末与Cr(NO3)3·9H2O的质量比为1:5～1:200；Cr(NO3)3·9H2O：H2BDC：HF：H2O的摩尔比为1：1：1：278；（4）将步骤（3）得到的粗制金属有机骨架?氧化石墨烯复合材料先后使用乙醇和氟化铵溶液浸泡清洗，最后得到纯化的金属有机骨架?氧化石墨烯复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李忠，周欣，夏启斌，肖静，颜健，孙雪娇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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