[发明专利]有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种一步法制备有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料的方法，所述方法包括：1)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于溶剂中，形成聚乙烯吡咯烷酮溶液；2)将对苯二甲酸配体与铜离子盐均匀分散于聚乙烯吡咯烷酮溶液中，然后水热反应釜中反应；3)反应结束后将产物经常规后处理，离心、洗涤三次后冷冻干燥，得到复合材料。根据本发明的制备方法为一步法，相对于传统的制备方法，该方法具备操作简单，可控的优点。制备的有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料具有形貌均一，尺寸可控，性能优异的优点。

技术领域

本发明涉及化学材料领域，具体而言，涉及一种一步法制备有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料的方法。

背景技术

金属-有机框架(MOFs)，也被称为多孔配位聚合物(PCPs)，已经引起了广泛的关注，在过去的二十年成为材料科学中发展最快的领域之一。作为多孔类晶体材料，MOFs具有周期性的网络结构由含无机金属的节点和有机配体自组装而成。有机配体的多样性，主要基于羧基、含氮官能团或甚至磷酸盐，并有多种构型。相比传统的微孔和介孔材料，MOFs除了其自身不同的结构和组成，还拥有统一的孔隙大小/环境和非常高的表面积对传统的微孔和介孔材料，这些固有的特性使得MOFs在各种应用中，如气体吸附和分离、多相催化、药物输送，质子导电性和传感等方面具有良好的应用前景。

在不同的MOF应用中，催化研究很早就开始了，现在正迅速成为其中之一越来越多的应用。在目前的此类材料制备中大多是通过两步甚至于多步的复杂方法得到，对于一些极不稳定的纳米颗粒，例如氧化亚铜颗粒，由于其本身很容易被氧化，所以将其包埋与有机框架材料中是极其困难的。

本发明基于以上现有技术存在的问题，提出了一种一步法制备有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料作的方法，相对于传统的制备方法，该方法具备操作简单，可控的优点。制备的材料具有形貌均一，尺寸可控，性能优异的优点。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明的一个目的之一在于提供了一种一步法制备有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料作的方法，所述方法包括以下步骤：

1)将分子量为25000KD的聚乙烯吡咯烷酮溶解于溶剂中，形成浓度为0.025-0.125g/mL的聚乙烯吡咯烷酮溶液；

2)将对苯二甲酸配体与铜离子盐均匀分散于步骤1)的聚乙烯吡咯烷酮溶液中，然后将混合液加入聚四氟乙烯水热反应釜中反应3至24小时，反应温度为70-200摄氏度。

3)反应结束后将产物经常规后处理，离心、洗涤三次后冷冻干燥，得到有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料。

优选地，步骤1)中所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、乙腈、二甲基亚砜。

优选地，步骤2)中所述铜离子盐选自六水合硝酸铜、乙酰丙酮铜或氯化铜。

优选地，步骤2)中所述铜离子盐与对苯二甲酸配体的摩尔量比优选为10:1至1:1，进一步优选为5:1至3:1。

优选地，步骤2)中所述聚乙烯吡咯烷酮单体单元与所述铜离子盐的摩尔比为50：1至1000:1，进一步优选为500:1至1000:1，更进一步优选为800:1至1000:1。

优选地，所述步骤1)中的反应温度优选为100-150℃，更优选为120-150℃；所述反应时间优选为3小时至8小时，更优选为6小时至8小时。

根据本发明的另一个方面，提供了一种有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料，所述有机金属骨架材料封装的铜/氧化亚铜复合材料由上述方法制备得到。

有益效果