[发明专利]一种金属有机骨架化合物-金属富勒烯复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属富勒烯复合材料领域，具体涉及一种金属有机骨架化合物－金属 富勒烯复合物及其制备方法。

背景技术

目前，内嵌金属富勒烯分子以其独特的嵌套结构和优异的物理化学性质倍受人们 重视，已经成为当今物理、化学、材料及生命科学等领域的重要功能材料。金属富勒 烯及其衍生物在磁性材料、量子信息处理、太阳能受体、核磁共振成像造影剂、抗肿 瘤药物、光动力治疗药物等方面具有广泛的应用。

金属富勒烯的应用还面临一些问题，比如有序结构的块体金属富勒烯材料在量子 信息存储上面有潜在应用，但其单晶较难获得。金属富勒烯块体结构在吸波材料等方 面也有应用潜力。因此，探索制备金属富勒烯有序结构块体材料具有重要意义。

金属有机骨架(metal-organicframework,MOF)化合物材料是一种三维网状多孔 结构，具有比表面积大、孔隙率高、结构多样、制备简单等优点，在离子吸附、气体 存储、化学催化、传感、生物医学等诸多领域都有广泛的应用价值。MOF的单晶结构 使得其孔道均匀分布，具有非常好的长程有序特性。

利用金属有机骨架化合物吸附金属富勒烯获得固体下单分散的金属富勒烯结构目 前没有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属有机骨架化合物－金属富勒烯复合物及其制备方 法。所述方法利用金属骨架化合物吸附金属富勒烯，获得固态下单分散的金属富勒烯 结构。

本发明所提供的金属有机骨架化合物－金属富勒烯复合物是按照包括下述步骤的 方法制备得到的：将金属有机骨架化合物材料浸泡在金属富勒烯的有机溶液中，得到 含金属有机骨架化合物－金属富勒烯复合物的混合体系。

上述方法中，所述金属有机骨架化合物的孔道的最短尺寸为0.5nm，最大尺寸不 超过10nm，这个尺寸囊括大部分金属富勒烯分子，并且金属富勒烯分子可以单分散 地分布在各个孔道里。

所述金属有机骨架化合物材料是以有机羧酸为有机配体，过渡金属为节点构筑的 金属有机骨架化合物材料；

所述有机羧酸具体可为对苯二甲酸(H₂BDC)、苯三酸(H₃BTC)及其衍生物； 所述过渡金属选自下述至少一种：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn。

所述金属有机骨架材料具体可为：Zn₄O(BDC)₃(MOF-5)、Al(OH)(BDC)(MIL-53)、 Zn₄O(BTB)₂(MOF-177)和Cr₃F(H₂O)₂O(BDC)₂(MIL-101)。

上述金属有机骨架化合物材料的合成方法具体可为水热法、溶剂热法、微波法、 超声法、电化学法等。

在所述金属有机骨架化合物材料的合成过程中，采用的溶剂选自下述至少一种： N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、三乙胺、乙醇和水。

上述方法中，所述金属富勒烯的有机溶液中，溶质为金属富勒烯，溶剂为能溶解 金属富勒烯的有机溶剂。

所述金属富勒烯选自下述至少一种：MC_2n、M₂C_2n、M₃NC_2n、M₃CNC_2n、 M₂C₂C_2n、M₃C₂C_2n、M₂C₇₉N，其中M为Sc、Y以及镧系金属，n＝30～50。

所述有机溶剂选自下述至少一种：甲苯、二硫化碳、邻二氯苯、邻二甲苯和苯。

所述浸泡的时间为0.5天-7天。

所述金属有机骨架化合物材料与所述金属富勒烯的有机溶液中金属富勒烯的质量 比为100-1:1，优选为20-5:1，具体可为10:1或5:1。