[发明专利]一种在生物质纤维表面构筑金属有机框架材料的方法及其应用

权利要求书

1.一种在生物质纤维表面构筑金属有机框架材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将清洗干净的生物质纤维浸泡在金属离子溶液中，使纤维表面吸附金属离子，并原位还原形成导电薄层；得到负载导电薄膜的生物质纤维；

（2）将负载导电薄层的生物质纤维置于种子层前驱体溶液中，持续搅拌并调节pH值，沉积氧化锌纳米晶种；在锌盐/有机胺的溶液中，采用低温水热法生长仿贻贝结构氧化锌纳米阵列；得到生物质纤维/导电薄层/氧化锌纳米晶种复合材料；

（3）将生物质纤维/导电薄层/氧化锌纳米阵列复合材料浸入含有2,3,6,7,10,11-六羟基苯并菲和N,N-二甲基甲酰胺的混合水溶液中进行反应，得到在生物质纤维表面构筑金属有机框架材料，该材料具有多孔阵列结构；

所述纤维为海藻纤维、竹浆纤维、Lyocell纤维或甲壳素纤维；所述生物质纤维形式为单根纤维、纤维丝束、纤维纸或纤维气凝胶；

所述步骤（1）中金属离子溶液为含有Ag⁺、Cu²⁺或Ni²⁺的离子溶液，离子的质量百分比浓度为10~35%，所述浸泡时间为10~60 s。

2.根据权利要求1所述的在生物质纤维表面构筑金属有机框架材料的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的还原过程为：将纤维置入质量百分比浓度为0.03~0.5% 二甲基胺硼烷水溶液中，至纤维表面出现金属光泽。

3.根据权利要求1所述的在生物质纤维表面构筑金属有机框架材料的方法，其特征在于，所述步骤（2）中种子层前驱体溶液的制备方法为：0.6225 g乙酸锌60 ℃下溶于31.5 mL甲醇，0.3225 g氢氧化钾溶于5.75 mL甲醇，将两溶液混合，60℃下搅拌2~5 h，得到氧化锌种子层前驱体溶液；所述沉积氧化锌纳米晶种的方法：将负载导电薄层的生物质纤维置于种子层前驱体溶液中浸泡5~60 s，捞出后100℃下烘干10~20 min，重复2~10次。

4.根据权利要求1所述的在生物质纤维表面构筑金属有机框架材料的方法，其特征在于，所述锌盐/有机胺溶液的制备方法为：0.8925 g硝酸锌溶于60 mL去离子水，0.4206 g六亚甲基四胺溶于60 mL去离子水，将两溶液混合搅拌均匀；所述低温水热法：将沉积氧化锌纳米晶种的生物质纤维置入水热溶液中，80~120℃下反应2~18 h，待冷却后取出，去离子水和乙醇交替洗涤2~3次。

5.根据权利要求1所述的在生物质纤维表面构筑金属有机框架材料的方法，其特征在于，所述步骤（3）的反应温度为50~80℃，所述反应时间为5~80 min。

6.一种如权利要求1所述的在生物质纤维表面构筑金属有机框架材料的方法得到的在生物质纤维表面构筑的金属有机框架材料，其特征在于，具有多孔阵列结构及可弯曲特性。

7.一种如权利要求6所述的金属有机框架材料在光电传感中的应用。

8.一种如权利要求6所述的金属有机框架材料在气体传感中的应用，其特征在于，用于常温下检测三乙胺气体。