[发明专利]卟啉基金属-有机骨架纳米球及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种卟啉基金属‑有机骨架纳米球及其制备方法与应用。所述制备方法包括：使包含中‑四(4‑羧基苯基)卟吩和/或金属卟吩、金属离子、促进剂、有机溶剂和水的混合反应体系于50～130℃反应1～5h，获得二维金属‑有机骨架结构微米片；以及，向所述混合反应体系加入聚乙烯亚胺并于10～60℃发生缩合反应2～10h，获得卟啉基金属‑有机骨架纳米球。本发明通过调节卟吩与金属离子的比例获得薄纱状微米大尺寸片，之后进一步反应制得尺度均匀的微孔和介孔共存的卟啉基金属‑有机骨架纳米球；同时本发明制备的卟啉基金属‑有机骨架纳米球在气体存储与分离、燃料电池性能转换、生物医学成像和癌症治疗等领域有很广的应用前景。

技术领域

本发明属于金属-有机骨架纳米材料技术领域，具体涉及一种卟啉基金属-有机骨架纳米球及其制备方法与应用，尤其涉及一种利用聚乙烯亚胺缩合的方式将薄纱状微米片构建成的微孔和介孔共存的卟啉基金属-有机骨架纳米球及其制备方法与应用。

背景技术

金属-有机骨架材料较大的比表面积和有序的孔结构赋予了其在气体存储与分离、燃料电池性能转换、生物医学成像和癌症治疗等多方面的应用。虽然金属-有机骨架结构材料被大量的制备和研究，然而合成薄纱状的尺寸为1～20μm的金属-有机骨架微米片还很少，而进一步的将这种薄纱状微米尺寸的金属-有机骨架片缩合成微孔和介孔共存的纳米球还未有人提及。这种由薄纱状片状金属-有机骨架缩合得到的纳米球具有微孔和介孔共存的结构，能够有效的负载小分子、大分子、蛋白、纳米大颗粒等一种或多种物质，具有更加广泛的应用前景，因此发展简单、有效的合成微孔和介孔共存的卟啉基金属-有机骨架纳米球的方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种卟啉基金属-有机骨架纳米球及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种卟啉基金属-有机骨架纳米球的制备方法，其包括：

使包含中-四(4-羧基苯基)卟吩和/或金属卟吩、金属离子、促进剂、有机溶剂和水的混合反应体系于50～130℃反应1～5h，获得二维金属-有机骨架结构微米片；

以及，向所述混合反应体系加入聚乙烯亚胺并于10～60℃发生缩合反应2～10h，获得卟啉基金属-有机骨架纳米球。

本发明实施例还提供了前述方法制备的卟啉基金属-有机骨架纳米球，所述卟啉基金属-有机骨架纳米球具有微孔和介孔结构，所述卟啉基金属-有机骨架纳米球的直径为50～200nm。

本发明实施例还提供了前述的卟啉基金属-有机骨架纳米球于气体存储与分离、燃料电池性能转换或生物医学成像领域中的用途。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明利用中-四(4-羧基苯基)卟吩或其金属卟吩与金属离子在一定条件下进行配位的特性，通过调节比例并进行油浴加热的方法得到微米尺寸的如同薄纱状的二维金属-有机骨架结构微米片，再加入聚乙烯亚胺进行可控性的缩合，得到粒径均匀的微孔和介孔共存的卟啉基金属-有机骨架纳米球，本发明的制备方法具有操作简单、容易施行、不需要贵重仪器辅助的优点；

(2)本发明首次利用薄纱状微米尺寸的金属-有机骨架片缩合成微孔和介孔共存的卟啉基金属-有机骨架纳米球，同时本发明制备的卟啉基金属-有机骨架纳米球具有较大的比表面积和孔洞结构，能够有效的负载小分子、大分子、蛋白、纳米大颗粒等一种或多种物质，在气体存储与分离、燃料电池性能转换、生物医学成像和癌症治疗等领域有很广的应用前景，此外，微孔和介孔的网络结构能够进一步促进能量或电子的跃迁，增强光转换效率，提高活性氧的产率。

附图说明