[发明专利]一种纳米Cu-有机配合物/Ag复合材料的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米Cu-有机配合物/Ag复合材料的制备方法和应用，属于金属有机配合物、材料科学、纳米材料、化工、催化等技术领域。

背景技术

纳米晶体一般是指颗粒尺寸是在1-100nm范围内的超微晶体，由于其微细的晶粒和存在大量处于晶界和晶粒内缺陷中心的原子，使其显示出普通大颗粒不具有的特性，即小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，由此导致了纳米晶体的光、磁、电、热、力以及化学活性等性质与本体性质有显著差异。

纳米贵金属粒子由于其尺寸小、比表面积大等独特的性质，已成为催化技术领域中不可缺少的催化剂，为提高纳米贵金属的催化活性，其制备以得到单分散、粒子形状可控为目的，但因其具有高的比表面能，使其在合成及催化过程中极易发生团聚，从而导致其催化活性降低。

解决纳米贵金属团聚的方法之一是采用多孔载体负载，一方面多孔载体有利于提高银的分散度，尤其可减少贵金属的用量，降低催化剂成本；另一方面，可发挥贵金属和多孔载体的协同作用，提高催化活性和稳定性，延长其使用寿命。

金属有机配合物晶体在药物载体、气体吸附存储、催化、磁性材料、光学材料等领域显示出了很好的应用前景。与其它多孔材料(活性炭、沸石分子筛、碳纳米管)相比，其高的孔隙率高和可调的粒径、孔表面、孔径大小以及分布均匀、热稳定性好等特点，多年来，引起了国内外众多科研工作者的广泛关注和研究开发。

目前，制备金属有机配合物晶体的方法主要有扩散法和溶剂热法。扩散法是指反应物溶液通过液面接触、扩散反应等过程生成目标产物的一种方法。主要包括液相扩散、气相扩散和溶胶—凝胶扩散法；此方法反应条件比较温和，能够较好的控制体系的反应速率，是应用较早的一种制备方法，但其不足是制备操作繁琐、反应周期长、不好实现金属有机配合物晶体的可控合成。溶剂热法是指将金属离子、有机配体及溶剂置于密闭反应器内，通过对反应体系加压、加热来创造一个高压、高温的反应环境，使溶液中物质间发生化学反应；在金属有机配合物晶体材料合成方面，此种方法合成的晶体具有晶体结晶性好、形状规整、所用设备简单、操作易行等优点，目前己成为制备金属有机配合物最常用的方法。但其局限性在于制备时间也较长，并需要高温高压步骤，对生产设备以及高能耗的挑战性等阻碍了该法在工业生产中的应用。

为此，制备工艺简单，易于工业化的纳米金属有机配合物晶体的制备方法以及纳米金属有机配合物晶体负载纳米贵金属复合材料的制备方法，必将在金属有机配合物、材料科学、纳米材料、化工、催化等技术领域带来了重要的应用。

中国专利CN104324756A公开了一种介孔金属有机配合物基复合材料的制备方法和应用，是将硝酸铜、三聚氰氯基三元羧酸H₃L和正硅酸乙酯一步超声制得Cu-MOFSiO₂，将Cu-MOFSiO₂浸渍硝酸银溶液、紫外光照还原Ag⁺，制得表面锚固了纳米Ag的Cu-MOFSiO₂，即介孔金属有机配合物基复合材料Cu-MOFSiO₂Ag。该专利具有以下不足：(1)在制备Cu-MOFSiO₂时，需要在50-70℃、100W超声条件下，在40-70min滴加正硅酸乙酯，由此可见该复合材料的制备耗能耗时；(2)该发明制备的金属有机配合物Cu-MOF需要在其表面包覆壳层二氧化硅后，用于水介质中催化还原4-硝基苯酚为4-氨基苯酚。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种纳米Cu-有机配合物/Ag复合材料的制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

纳米Cu-有机配合物/Ag复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)纳米Cu-有机配合物晶体的制备：

将Cu(NO₃)₂和配体H₆L分别溶于DMF和DMSO的混合溶剂中得到两种混合溶液，将两种混合溶液共混振摇，制得Cu-有机配合物凝胶；将Cu-有机配合物凝胶陈化后，洗涤离心，得到纳米Cu-有机配合物晶体，所述DMF与DMSO的体积比为0.4-0.8/0.4-0.8，所述Cu(NO₃)₂与H₆L的质量比为0.16-0.18：0.02-0.04。

(2)制备纳米Cu-有机配合物/Ag复合材料：