[发明专利]一种基于模板导向法合成ZnFe-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ZnFe‑MOF‑LDH纳米材料的方法，其克服了现有技术中层状材料易堆积，多级结构水滑石的分散性不佳的问题，本发明简化了消除模板的加工步骤，同时具有MOF的空腔结构与LDH的层板结构，且多级结构水滑石的分散性更好。本发明采用下述质量份的原料制成：FeCl₃1.5‑3.2，对苯二甲酸0.3‑0.4，DMF40‑80ml，纯水100‑1000ul，Fe‑MOF0.1‑0.3，六水合硝酸锌0.2‑0.5，碱性溶液10‑50ml。所述纳米材料通过Fe基金属框架材料与Zn金属盐溶液模板导向合成ZnFe‑MOF‑LDH。

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ZnFe-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其表达式为：[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。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。ZnO在近紫外光谱区域能带宽(3.2eV)，具有良好的光催化性能，Fe金属元素也在催化领域有所应用，因此研究者将Zn金属与Fe金属结合，制备层状水滑石，用于光催化领域，提升光催化性能(王沙娜.基于LDH层状前驱体制备复合双金属催化剂及其光催化性能的研究[D].)。层状材料易堆积，多级结构水滑石的分散性不佳，提升材料的分散性对于材料的应用前景具有广阔的意义。

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ZnFe-MOF-LDH纳米材料的方法，其克服了现有技术中层状材料易堆积，多级结构水滑石的分散性不佳的问题，本发明简化了消除模板的加工步骤，同时具有MOF的空腔结构与LDH的层板结构，且多级结构水滑石的分散性更好。

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ZnFe-MOF-LDH纳米材料，其特征在于：纳米材料采用下述质量份的原料制成：FeCl₃1.5-3.2，对苯二甲酸0.3-0.4，DMF40-80ml，纯水100-1000ul，Fe-MOF0.1-0.3，六水合硝酸锌0.2-0.5，碱性溶液10-50ml。

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

所述纳米材料通过Fe基金属框架材料与Zn金属盐溶液模板导向合成ZnFe-MOF-LDH：

(1)Fe-MOF的制备：

1.5-3.2g FeCl₃、0.3-0.4g对苯二甲酸在40-80mlDMF、100-1000ul超纯水中超声分散15-35min；将上述溶液转移至反应釜中80℃-150℃反应10-28h；得到的产物用溶剂和超纯水洗涤，在40-80℃下干燥4h，得到Fe-MOF；

(2)通过模板导向法合成ZnFe-MOF-LDH：

0.1-0.3mg Fe-MOF与0.2-0.5mg六水合硝酸锌置于10-50ml碱性溶液中，于25-80℃下搅拌1-6h；反应结束后，用无水乙醇洗涤并于40-80℃下真空干燥，得到ZnFe-MOF-LDH。

具体合成方法一包括以下步骤：

(1)Fe-MOF的制备：