[发明专利]一种刺球状Yolk-shell结构双金属有机框架材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种刺球状Yolk‑shell结构双金属有机框架材料的制备方法，首先制备了刺球状双金属有机框架材料，然后将其分散到质子溶剂中加入刻蚀剂进行刻蚀，得到Yolk‑shell结构的刺球状双金属有机框架材料。该方法简单易行，条件温和，安全性高，可以得到一种具有新形貌的金属有机框架材料，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于金属有机框架材料技术领域，具体而言，涉及一种刺球状Yolk-shell结构双金属有机框架材料的制备方法。

背景技术

金属有机框架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子/金属原子簇和有机配体组装形成的多孔材料。由于其具有高比表面积、孔径和窗口大小可调、配体易修饰等结构特点，在气体吸附和分离、催化和药物缓释等方面有着广泛的应用。近年来，通过对MOF材料的形貌和结构进行调控、改性从而提升其性能的方法受到了很大的关注。其中，新形貌的调控制备以及核壳结构MOF 材料成为研究热点。到目前为止对于刺球状Yolk-shell结构双金属有机框架材料的制备方法还没有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刺球状Yolk-shell结构双金属有机框架材料的制备方法，首先制备刺球状双金属有机金属框架材料，然后将其分散到质子溶剂中进行刻蚀，得到Yolk-shell结构，具有简单易行，条件温和，安全性高的优点，具有广阔的应用前景。

一种刺球状Yolk-shell结构双金属有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将含有表面活性剂的有机配体溶液加入到双金属盐溶液中，搅拌均匀后静置反应1-48小时，产物用极性溶剂离心洗涤，得到刺球状双金属有机框架材料；

2)将步骤1)得到的刺球状双金属有机框架材料分散到质子溶剂中，再加入刻蚀剂进行刻蚀，产物用极性溶剂离心洗涤，得到刺球状Yolk-shell结构双金属有机框架材料。

所述的双金属盐溶液为摩尔比为1:1-9:1的可溶锌盐与可溶钴盐的混合盐溶液。

所述的可溶锌盐选自醋酸锌和硝酸锌中的一种或两种；所述的可溶钴盐选自硝酸钴和氯化钴中的一种或两种。

所述的有机配体选自2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、1-甲基咪唑、咪唑和组氨酸中的任意一种或几种。

所述的极性溶剂选自去离子水、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺和氯仿中的任意一种或几种；所述的质子溶剂选自去离子水、甲醇和乙醇中的任意一种或几种。

步骤1)将含有表面活性剂的有机配体溶液加入到双金属盐溶液中得到的混合液中，双金属盐的浓度之和为0.005-5mol/L，有机配体摩尔量与双金属盐的摩尔量之和的比例为0.2-10:1。

所述的表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯和脂肪醇聚氧乙烯醚的任意一种或几种；表面活性剂摩尔量与双金属盐的摩尔量之和的比例为1:1-1:1000。

所述刻蚀剂为弱酸溶液，所述弱酸选自丹宁酸醋酸、碳酸、亚硝酸、次氯酸、氢氟酸、硅酸的一种或几种；弱酸与刺球状双金属有机框架材料的质量比为 1:1-1:10。

所述刻蚀时间为10-120min。

本发明的优点是：本发明所提供的方法简单易行，通过调节掺杂金属的比例就可以达到调控金属有机框架形貌的目的，获得一种刺球状的新形貌；通过刻蚀的方法得到刺球状Yolk-shell结构双金属有机框架材料。

附图说明

图1为实施例1中Zn-Co双金属有机框架材料的透射电镜图。

图2为实施例1中Zn-Co双金属有机框架材料的粉末衍射图。