[发明专利]一种基于模板导向法合成ZnAl-MOF-LDH纳米材料的方法

说明书

本发明为一种基于模板导向法合成ZnAl‑MOF‑LDH纳米材料的方法，其克服了现有技术中纳米材料结构、功能单一的问题，本发明集Zn、Al于一体制备了ZnAl‑MOF‑LDH，合成工艺简单，同时具有MOF空腔结构和LDH层状结构。本发明采用下述原料制成：Zn(NO₃)₂6H₂O、2,5二羟基对苯二甲酸，lDMF，乙醇，纯水，九水合硝酸铝，有机醇溶剂。本发明的合成方法：首先，将硝酸锌均匀分散在乙醇、DMF、超纯水溶液中，磁力搅拌1min加入三乙胺后持续磁力搅拌1h，得到ZIF‑8；然后将ZIF‑8、硝酸铝通过模板导向法合成为ZnAl‑MOF‑LDH纳米材料。

技术领域：

本发明属于纳米材料的制备领域，涉及一种基于模板导向法合成ZnAl-MOF-LDH纳米材料的方法。

背景技术：

水滑石类化合物又称为层状双羟基复合金属氧化物(Layered DoubleHydroxides)，简称LDH，表达式为：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+A ^n-_x/n·mH₂O，其中M²⁺为位于LDH层板上的二价金属阳离子，M³⁺为位于LDH层板上三价金属阳离子，A^n-是可进入水滑石层间的阴离子。LDH是层板结构，主层板金属离子以及层间阴离子的可调性可使其功能多样化。LDH的特殊层状结构使其具有吸附性、层间阴离子可交换性、层板阳离子可调配性和催化性等特点。但是单一LDH比表面积与分散性较低。

ZIF-8(Zn(Hmim)2-Hmim＝2一甲基咪唑)是沸石咪唑酯骨架材料中的典型代表，具有比表面积大、多孔结构易于调控、金属位点不饱和等特点，使其在广泛的应用于各个领域。以ZIF-8作为牺牲模板与前驱体，再加入另一种金属盐作为前驱体，构建空心结构ZnAl-MOF-LDH，能够使ZIF-8在分子水平参与金属离子和多组分有机配体的组装，有利于实现多金属空心结构分子的可控合成，同时省去了消除模板的加工步骤。但是单一MOF的反应位点较少。

Zn、Al在抗菌、光电催化、鞣剂等领域有着广泛的应用。目前尚没有集Zn、Al于一体制备ZnAl-MOF-LDH的报导。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于模板导向法合成ZnAl-MOF-LDH纳米材料的方法，其克服了现有技术中纳米材料结构、功能单一，单一LDH比表面积与分散性较低，单一MOF的反应位点较少的问题，本发明集Zn、Al于一体制备了ZnAl-MOF-LDH，合成工艺简单，同时具有MOF空腔结构和LDH层状结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于模板导向法合成ZnAl-MOF-LDH纳米材料，其特征在于：ZnAl-MOF-LDH纳米材料采用下述质量份的原料制成：

Zn(NO₃)₂ 6H₂O、2,5二羟基对苯二甲酸0.01-0.2，lDMF5-10ml，乙醇100-1000ul，纯水100-1000ul，九水合硝酸铝0.2-0.5，有机醇溶剂10-50ml。

一种基于模板导向法合成ZnAl-MOF-LDH纳米材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)ZIF-8的制备：

0.01g Zn(NO₃)₂ 6H₂O、2,5二羟基对苯二甲酸在5-10mlDMF、100-1000ul乙醇、100-1000ul超纯水中磁力搅拌分散1-5min；将100-1000ul三乙胺分散于上述溶液中磁力搅拌1-2.5h；得到的产物用溶剂和超纯水洗涤，在40-80℃下干燥24h，得到ZIF-8；