[发明专利]利用氧化石墨烯限域的氧化锌诱导生长制备高取向二维金属有机骨架纳米片式膜的方法

摘要

本发明提供了一种利用氧化石墨烯限域的氧化锌诱导生长制备高取向二维金属有机骨架纳米片式膜的方法，即先在载体表面上引入MOFs纳米片式膜的定位活性点，即通过溶胶凝胶法在载体表面上生长一层纳米级ZnO作为定位活性点，获得具有ZnO纳米层的载体；然后，在该载体表面提拉引入一薄层氧化石墨烯膜，对纳米片式膜的生长起到限域和诱导作用；最后将该载体置于MOFs纳米片膜合成液通过溶剂热体系合成，经过精细调控生长形成连续均匀高取向的MOFs纳米片式膜，并且该膜显示出了优异的气体分离效果以及良好的稳定性和重复性。该制备方法解决了当今金属有机骨架纳米片式膜制备困难和复杂的问题，具有简单方便而在大面积载体上成膜，具有很好的放大和应用前景。

主权项

1.利用氧化石墨烯限域的氧化锌诱导生长制备高取向二维金属有机骨架纳米片式膜的方法，其特征在于，具体步骤为：/n(1)通过溶胶凝胶法在载体表面上生长纳米级ZnO，获得具有ZnO涂层或具有ZnO纳米阵列棒的载体；/n所述ZnO涂层载体的制备方法为：将乙二醇甲醚和乙酸锌按摩尔比为(30～15)：1在70℃水浴下搅拌，同时向混合液缓慢滴加少量乙醇胺，然后在室温下搅拌24h得到粒度为20～500nm的ZnO溶胶液，采用提拉或旋转涂层方法将ZnO颗粒引入载体表面形成ZnO层，干燥后置于500℃下焙烧4h，获得具有ZnO涂层的载体；/nZnO纳米阵列棒的载体的制备方法为：利用提拉或旋转涂层方法，将制备的ZnO溶胶液引入载体表面，在100℃下干燥1h，然后在500℃下焙烧4h获得ZnO纳米粒子层，然后将该载体置于ZnO合成液中，在100°℃下晶化生长6～10h得到具有ZnO纳米阵列棒的载体；/n(2)将氧化石墨烯粉末与无水甲醇混合，制备质量分数为0.01％～2％的氧化石墨烯甲醇溶液，利用提拉技术或旋转涂层方法，将制备的氧化石墨烯甲醇溶液引入步骤(1)所得载体表面，在60℃下干燥1h，获得表面具有氧化石墨烯薄膜的载体；/n(3)将步骤(2)所得载体置于MOFs纳米片式膜合成液，溶剂热生长形成MOFs纳米片式膜；/n所述的MOFs纳米片式膜合成液按照如下摩尔比混合：/n苯并咪唑：氨水：甲苯：甲醇＝(1～5)：(1～4)：(10～40)：60。/n