[发明专利]一种三维有序MOFs单晶球阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种三维有序MOF单晶球阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将二氧化硅微球分散液通过过滤或离心得到固体，然后煅烧制备出具有周期孔道的由二氧化硅微球堆积的三维有序模板；

（2）将步骤（1）所述三维有序模板放置在高分子聚合物前体和引发剂的溶液中，静置0~12 h后，真空抽气处理0~6 h，再取出三维模板，干燥，刻蚀，得到三维有序大孔高分子模板；

（3）将步骤（2）所述三维有序大孔高分子模板加入到2-甲基咪唑和金属盐的溶液中，静置0~12 h后，真空抽气处理0~6 h，再取出三维有序大孔高分子模板干燥，得到含有2-甲基咪唑和金属盐的三维有序大孔高分子模板；

（4）将步骤（3）所述含有2-甲基咪唑和金属盐的三维有序大孔高分子模板加入到氨水或氨水和甲醇的混合溶液中，再真空处理0~2 h后静置1~48 h，然后过滤、洗涤、干燥；所述甲醇和氨水的混合溶液中甲醇和氨水的体积比为0~50：1，且不为0；所述氨水的浓度为25%～28%；

（5）将步骤（4）得到的固体用有机溶剂溶解其中的高分子模板，再洗涤，并离心分离即可得三维有序MOFs单晶球阵列。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述二氧化硅微球分散液的溶剂为水、甲醇、乙醇中的一种或多种；

步骤（1）所述煅烧的温度为600~900 ^oC，时间为1-3小时。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述高分子聚合物前体为苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯；所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的引发剂和高分子聚合物前体质量比为0.0005~0.1：1；

步骤（2）所述干燥的温度为50~100 ^oC，时间为6-24小时；

步骤（2）所述刻蚀的操作为用1 %~40 %的HF溶液刻蚀三维模板的氧化硅小球，过滤、洗涤、干燥。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的金属盐为钴和锌的硝酸盐、氯化盐和醋酸盐中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述2-甲基咪唑和金属盐的摩尔比为0.1~15：1。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述溶液中2-甲基咪唑的摩尔浓度为0.05~8 mol/L。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷和氯仿中的一种或多种。

9.由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的三维有序MOF单晶球阵列，其特征在于，所述三维有序MOFs单晶球阵列具有ZIF的基本框架，单晶球直径为50~5000 nm。