[发明专利]一种利用界面吸附-原位反应生成ZIF-8/菌丝复合材料的方法

说明书

本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种利用界面吸附‑原位反应生成ZIF‑8/菌丝复合材料的方法。本发明采用“界面吸附‑原位反应”法，以干菌丝薄片为基体，先浸入硝酸锌溶液吸附锌离子后再放入2‑甲基咪唑溶液中进行超声反应，反复多次后得到负载多层ZIF‑8的ZIF‑8/菌丝复合材料。该方法能有效使ZIF‑8均匀负载在基体上，形成可控薄层，而且步骤简单、快速，成本低，应用前景好。

技术领域

本发明属于材料合成领域，具体涉及一种利用界面吸附-原位反应将ZIF-8负载至丝状真菌菌丝表面形成可控薄层的方法。

背景技术

ZIF-8是一种新型实用的材料，具有很高的热稳定性(N₂中550℃)及化学稳定性，大的表面积(BET：～1700m²/g)，可用作吸附、传感，催化、储能及气体分离等领域，为了更好地应用ZIF-8，ZIF-8复合材料在国内外受到广泛关注。

现今，有很多方法合成ZIF-8复合材料，主要分为原位反应法和混合浇铸法。原位反应法是将合成ZIF-8的原料加入至基体中，使ZIF-8自发长至基体表面；混合浇铸法则是将合成后的ZIF-8晶体粒子通过搅拌超声与能溶解于液相的基体均匀混合，再浇铸至玻璃板上烘干形成混合基质膜。其中，浇铸法虽然制备过程简单，但是无法进行微观调控，ZIF-8粒子含量不宜太高(一般为10％～30％)，使得分散在溶液中浇铸后无法形成连续多层ZIF-8，进而使得ZIF-8特有性能无法充分发挥，如ZIF-8与聚酰亚胺复合材料中ZIF-8比较疏松。而原位反应法又存在制备过程复杂，后处理时间长，载体较为昂贵(一般为GO、CNT、金属氧化物等)，并且由于溶液中会大量形成ZIF-8副产物，原位合成法的ZIF-8有效负载率较低，同时也无法形成多层ZIF-8，如ZIF-8/GO复合材料中ZIF-8较为团聚，ZIF-8/Al₂O₃膜中ZIF-8较为疏松。故而，提出一种新型的能有效使ZIF-8均匀负载在基体上，形成可控薄层的制备方法是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前ZIF-8在复合材料的负载上难以用常规方法形成负载均匀的连续多层ZIF-8层，提出一种利用界面吸附-原位反应生成ZIF-8/菌丝复合材料的方法。该方法制备过程简单快速、成本低廉、能有效形成连续的多层ZIF-8层。

本发明的目的是通过以下方式实现的。

一种利用界面吸附-原位反应生成ZIF-8/菌丝复合材料的方法，将丝状真菌菌丝先浸入锌盐溶液吸附锌离子后再放入2-甲基咪唑溶液中进行反应得到ZIF-8/菌丝复合材料。

所述的利用界面吸附-原位反应生成ZIF-8/菌丝复合材料的方法，将丝状真菌菌丝先浸入锌盐溶液吸附锌离子后再放入2-甲基咪唑溶液中进行反应的过程重复至少一次，得到多层ZIF-8负载的ZIF-8/菌丝复合材料。

所述的利用界面吸附-原位反应生成ZIF-8/菌丝复合材料的方法，将丝状真菌菌丝先浸入锌盐溶液吸附锌离子后再放入2-甲基咪唑溶液中进行反应的过程重复2～5次，优选重复2次。

所述的利用界面吸附-原位反应生成ZIF-8/菌丝复合材料的方法，每一次菌丝先浸入锌盐溶液2～10min吸附锌离子至菌丝表面，优选10min，再将菌丝放入2-甲基咪唑溶液中进行反应2～10min，优选6min。

所述的利用界面吸附-原位反应生成ZIF-8/菌丝复合材料的方法，所述的锌盐包括：硝酸锌、氯化锌或者醋酸锌，优选硝酸锌；三者都能合成，但是硝酸锌比较普遍；所述的丝状真菌菌丝包括：毛霉、黑曲霉、根霉、青霉中的一种或几种，优选毛霉。

所述的利用界面吸附-原位反应生成ZIF-8/菌丝复合材料的方法，锌盐溶液和2-甲基咪唑溶液的溶剂包括甲醇。其它溶剂如水、乙醇相合成出来不是ZIF-8。