[发明专利]一种透明导电金属有机框架物薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种透明导电金属有机框架物薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将氢氧化物纳米线溶液与PEDOT:PSS水溶液混合，过滤在多孔膜上，得到氢氧化物纳米线和PEDOT:PSS的复合薄膜；(2)将有机配体溶于乙醇和水的混合溶液，得到有机配体溶液，再将氢氧化物纳米线和PEDOT:PSS的复合薄膜置于有机配体溶液中，反应后得到PEDOT:PSS修饰的金属有机框架物薄膜；(3)将PEDOT:PSS修饰的金属有机框架物薄膜置于DMSO水溶液中进行改性，得到金属有机框架物薄膜。本发明制备的透明导电金属有机框架物薄膜具有较高的导电性和透光性，可以应用在电子导电和光学领域。

技术领域

本发明属于金属有机框架物薄膜技术领域，具体涉及一种透明导电金属有机框架物薄膜的制备方法。

背景技术

金属有机框架物薄膜是一种厚度在纳米至微米范围、附着于基质上的多孔功能薄膜，它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点，在催化、储能、分离和药物运输中都有广泛应用。

PEDOT:PSS是一种高分子聚合物，导电率很高。它是由PEDOT和PSS两种物质构成。PEDOT是EDOT(3，4-乙烯二氧噻吩单体)的聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸盐。这两种物质在一起极大的提高了PEDOT的溶解性。PEDOT/PSS具有很好的成膜性、高透明性、高化学稳定性、好的导电性和易制备等这些特点，使其成为了很重要的高分子材料。最开始时它主要用于感光胶片和塑料部件的防静电涂层，随着人们对它的认识和了解，应用范围也逐渐在拓宽，如，由于它的高导电性和高透明性可应用于发光二极管，由于它的低电流密度可运用于有机光伏器件的电极材料，由于它的高的功函可用于聚合物发光二极管的电子注入层等等。

金属有机骨架材料是由金属离子与有机配体通过自组装过程而生成的一类新型多孔材料，具有比表面积大、孔道结构规整、孔道和表面化学性质可调变等特征，在吸附、分离和催化等方面均表现出了广阔的应用前景。ZIF-8具有更优异的热和水热稳定性，在吸附、分离和催化等多个领域均显示一定优越性，但导电性和透光性较差，限制了其在光学领域的应用。

因此，如何快速高效的制备出具有高的导电性和高透明性的金属有机框架物薄膜，从而能够拓宽金属有机框架物在光学方面的应用是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透明导电金属有机框架物薄膜的制备方法，制备的金属有机框架物薄膜具有较高的导电性和透光性，可以应用在电子导电和光学领域。

本发明提供如下技术方案：

一种透明导电金属有机框架物薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氢氧化物纳米线溶液与PEDOT:PSS水溶液混合，过滤在多孔膜上，得到氢氧化物纳米线和PEDOT:PSS的复合薄膜；

(2)将有机配体溶于乙醇和水的混合溶液，得到有机配体溶液，再将氢氧化物纳米线和PEDOT:PSS的复合薄膜置于有机配体溶液中，反应后得到PEDOT:PSS修饰的金属有机框架物薄膜；

(3)将PEDOT:PSS修饰的金属有机框架物薄膜浸泡于DMSO水溶液中进行改性，得到DMSO改性的PEDOT：PSS修饰的金属有机框架物薄膜。

本发明的制备原理为通过物理搅拌和静电吸附的方式，原位地将PEDOT:PSS引入金属有机框架物薄膜孔隙内，再通过DMSO修饰，通过电荷屏蔽实现了PEDOT与PSS在孔隙内的相分离。

在步骤(1)中，所述氢氧化物纳米线溶液为氢氧化锌纳米线溶液；在步骤(2)中，所述有机配体溶液为二甲基咪唑溶液，所述PEDOT:PSS修饰的金属有机框架物薄膜为PEDOT:PSS@ZIF-8。

ZIF-8的分子式为C₈H₁₂N₄Zn。所述的有机配体的浓度为20～30mM。