[发明专利]ZIF-67/GO复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种ZIF‑67/GO复合材料的制备方法。所述方法首先配制Co(NO₃)₂‘6H₂O的甲醇溶液和2‑甲基咪唑甲醇溶液，再将氧化石墨烯分散溶液依次浸渍在Co(NO₃)₂‘6H₂O与2‑甲基咪唑甲醇溶液中，室温下搅拌，离心，循环交替浸渍2～3次，然后将产物超声分散于甲醇中，与Co(NO₃)₂‘6H₂O的甲醇溶液同时加入到2‑甲基咪唑的甲醇溶液中，将紫红色悬浊液离心，得到ZIF‑67/GO复合材料。本发明采用室温搅拌合成法，操作简便，制得的ZIF‑67/GO复合材料避免了纳米颗粒的团聚，纳米粒子ZIF‑67粒径均一，并均匀地负载在氧化石墨烯积表面，提高了复合材料的导电性和电荷传输能力。

技术领域

本发明涉及一种ZIF-67/GO复合材料的制备方法，具体涉及一种基于金属有机骨架化合物多孔的ZIF-67/GO的纳米多孔结构前驱体模板材料的制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

MOFs(金属有机骨架化合物)是指有机配体与金属离子通过自组装形成的具有周期性网络结构的金属-有机骨架材料，具有高结晶度、多孔性以及存在强的金属-配体的相互作用等特性，在吸附、化学储能、催化等方面显示了广泛的应用前景。

基于MOF的纳米多孔结构前驱体模板材料可作为牺牲模板，通过煅烧或刻蚀的方法除去模板，得到的MOF衍生材料可用于电化学能量转化与储存、气体的吸附和储存等方面。如MOF在空气中进行高温氧化，能得到结构特殊的多孔金属氧化物，可用于锂电池、超级电容器等领域。MOF在惰性环境下直接高温碳化或者与氧化石墨烯复合热解生成碳材料，可用做氧还原反应、锂硫电池、催化及超级电容器等方面。

将氧化石墨烯与导电性差的ZIF-67进行复合不仅提高了复合材料的电荷传输效率，柔性基体还能增强ZIF-67/GO衍生材料的稳定性，缓冲材料的内应力，且阻止ZIF-67纳米粒子的团聚。同时，ZIF-67纳米颗粒的存在，充当了石墨烯片层间的阻隔物，使得石墨烯片层不易叠合，具有高的比表面积。Dongming Yin设计了一种以基于ZIF-67/GO衍生的Co₃O₄纳米颗粒与石墨烯的复合材料，在形成ZIF-67晶粒后加入rGO，制得GO/ZIF-67复合材料，再对其进行热处理，最后得到的10～30nm的Co₃O₄纳米晶分布在氧化石墨烯的表面，其作为锂离子电池负极材料时比无rGO的纯Co₃O₄要高出很多(Yin D,et al.RGO/Co₃O₄CompositesPrepared Using GO-MOFs as Precursor for Advanced Lithium-ion Batteries andSupercapacitors Electrodes[J].Electrochimica Acta,2016,215:410-419.)。MeiyanWu等人合成了ZIF-67/GO复合材料，并用作非酶促检测过氧化氢的活性物质，ZIF-67/GO修饰的玻碳电极(GCE)显示出0.1-22.9mM的宽线性范围，具有高选择性。煅烧后，还原的氧化石墨烯连接Co₃O₄纳米颗粒，形成具有高比表面积的多孔结构(Wu M,et al.ZIF‐67DerivedCo3O4/rGO Electrodes for Electrochemical Detection of H2O2with HighSensitivity and Selectivity[J].Chemistryselect,2016,1(18):5727-5732.)。然而，上述ZIF-67/GO复合材料中，ZIF-67并未良好的负载到氧化石墨烯片层上，未充分利用氧化石墨烯高比表面的优点。

发明内容

本发明提供一种使ZIF-67均匀负载在氧化石墨烯片层中的ZIF-67/GO复合材料的制备方法。