CN106390932A - 一种go@pda@mil‑101纳米复合材料的制备方法 - Google Patents

一种go@pda@mil‑101纳米复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种GO@PDA@MIL‑101纳米复合材料的制备方法，包括下述步骤：1、制备出GO@PDA，2、取对苯甲酸、九水合硝酸铬和GO@PDA的质量比为41:100:10，质量比为96:1的去离子水和浓度为40%的氢氟酸备用；3、先将对苯甲酸、九水合硝酸铬溶于装有离子水的反应釜中，再将步骤1制备的GO@PDA溶于混合液中，超声15min，磁性搅拌20min；4、向混合溶液中加入氢氟酸，在493k下反应8h；5、待反应产物冷却至室温，依次用N,N‑二甲基甲酰胺、乙醇和蒸馏水洗涤后烘干，即得材料GO@PDA@MIL‑101纳米复合材料。本发明操作简单，成本低，所制备的GO@PDA@MOF‑101纳米复合材料粒径处于纳米级别，颗粒均匀，分散性好，吸附能力强。制备的时候不会造成环境污染，对操作人员的健康无害。

Description

一种GO@PDA@MIL-101纳米复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属有机骨架复合材料的制备方法，特别涉及一种经盐酸多巴胺修饰的氧化石墨烯-金属有机骨架纳米复合材料（GO@PDA@MIL-101）的制备方法。
背景技术
金属有机骨架材料的合成方法有很多，常见的方法有水热法、扩散法、微波辅助法、室温搅拌法、超声辅助法等等。
（1）水热法
水热法（又称热液法）是指以水为溶剂，在密闭的条件下，通过高温高压使反应物发生反应，培养晶体的一种方法。到现在为止，水热法的反应方式以及不仅仅局限在以水为溶剂，在反应时可能部分或者全部有机溶剂，即所说的热溶剂法。在水热法条件下发生的结晶反应，热应力小，合成的晶体具有很好的晶面，内部缺陷少。因此，一般采用水热法制备金属有机骨架材料。
（2）扩散法
扩散法就是使两种不同形态的物质相互接触，然后在两种物质界面处会缓慢结晶而生成产物的过程。这种方法比较温和，容易合成较大颗粒的晶体，但是通常所用的时间都比较长，因此在某些方面受到了一些限制。
（3）微波辅助法
微波辅助法是一种被认为短时高效的合成方法，通常就是在高频微波的作用下，使得带电的颗粒以很高的速度相互撞击，然后生成产物的过程。由于微波的频率很高，因此一般反应都是发生在瞬间，温度梯度很低，并且可以有选择性的加热反应物，能量利用率很高。
（4）室温搅拌法
室温搅拌法也是快速合成金属有机骨架材料的一种方法，而且操作方便，设备简单只要将反应物溶解在特定的溶剂中，室温或者加热的条件下即可，当然还可以在体系中添加去质子剂来加速反应的进行。
发明内容
本发明的目的，是提供一种GO@PDA@MIL-101纳米复合材料的制备方法。本方法能制备出经盐酸多巴胺修饰的氧化石墨烯-金属有机骨架纳米复合材料（GO@PDA@MIL-101)，且复合材料粒径处于纳米级别，颗粒均匀，吸收性能好。
采用的技术方案是：
一种GO@PDA@MIL-101纳米复合材料的制备方法，包括下述步骤：
1、GO@PDA的制备：
（1）按质量比为2: 1:6.1的比例取盐酸多巴胺、氧化石墨烯和三（羟甲基）氨基甲烷备用；将其中配备的三（羟甲基）氨基甲烷的质量配制成pH=8.5的Tris缓冲溶液并与盐酸多巴胺和氧化石墨烯混合，混合物用超声波分散（20kz,10min），分散均匀后进行24小时的磁力搅拌，将产物用去离子水洗涤后，烘干，得GO@PDA，备用；
2、GO@PDA@MOF-101的制备：
（1）、备料：
取质量比为41:100:10的对苯甲酸、九水合硝酸铬和GO@PDA，和质量比为96:1的去离子水和浓度为40%的氢氟酸备用。
（2）、先将去离子水置于反应釜中，后将对苯甲酸和九水合硝酸铬溶于去离子水中，再将步骤1制备的GO@PDA溶于其中；
（3）、以20Kz超声分散15min, 在室温下，200r/min的磁力下搅拌 20min，向混合溶液中加入氢氟酸，搅拌至均匀，在493K下反应8h。
（4）、将反应釜升置于温炉中进行水热反应，设定升温程序为：以5k/min升温至493k，并保持8h, 后降温至308k。
（5）、待反应釜冷却至室温，产物依次用N,N-二甲基甲酰胺，乙醇和水洗涤后,烘干，即得材料GO@PDA@MOF-101。
其优点在于：
本发明操作简单，成本低，所制备的GO@PDA@MOF-101纳米复合材料粒径处于纳米级别，颗粒均匀，分散性好，吸附能力强。制备的时候不会造成环境污染，对操作人员的健康无害。
具体实施方式
实施例一
一种GO@PDA@MIL-101纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：GO@PDA的制备：
首先，将20mg盐酸多巴胺溶于10mL Tris缓冲溶液中，溶解后加入10mg 氧化石墨烯（GO），20KZ超声进行超声分散10min，待分散均匀后连续室温下24小时的磁力搅拌。搅拌结束后用去离子水进行彻底洗涤，再烘干，最后收集制备的GO@PDA备用。
第二步：GO@PDA@MIL-101的制备：
将对苯甲酸410mg和九水合硝酸铬1g溶解于12mL去离子水中，将步骤一制备的GO@PDA溶解于其中，20Kz超声分散15min, 在室温下，200r/min的磁力下搅拌 20min，向混合溶液中加入0.125ml氢氟酸，搅拌至均匀；将反应釜升置于温炉中进行水热反应，设定升温程序为：以5k/min升温至493k，并保持8h, 后降温至308k。待反应釜冷却至室温，得到的产物依次用N,N-二甲基甲酰胺，乙醇和水洗涤3次后在323k烘干，即得材料GO@PDA@MIL-101纳米复合材料。
实施例二
一种氧化石墨烯-金属有机骨架纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：GO@PDA的制备：
首先，将20mg盐酸多巴胺溶于10mL Tris缓冲溶液中，充分溶解后加入10mg 氧化石墨烯（GO），放入超声波中进行超声分散10min，待分散均匀后连续室温下24小时的磁力搅拌。搅拌结束后用去离子水进行彻底洗涤，再烘干，最后收集备用。
第二步：GO@PDA@MIL-101的制备：
将对苯甲酸410mg和九水合硝酸铬1g溶解于12mL去离子水中，将步骤一制备的GO@PDA100mg溶解于其中，超声15min, 在室温下，200r/min的磁力下搅拌 20min，向混合溶液中加入0.125ml氢氟酸，搅拌至均匀；将反应釜升置于温炉中进行水热反应，设定升温程序为：以5k/min升温至493k，并保持8h, 后降温至308k。待反应釜冷却至室温，得到的产物依次用N,N-二甲基甲酰胺，乙醇和水洗涤后在323k烘干，即得材料GO@PDA@MIL-101纳米复合材料。
实施例一和实施例二种的Tris缓冲溶液是由三（羟甲基）氨基甲烷配制成PH=8.5的溶液。

Claims (1)

1.一种GO@PDA@MIL-101纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
GO@PDA的制备：
（1）取盐酸多巴胺、氧化石墨烯和三（羟甲基）氨基甲烷，盐酸多巴胺、氧化石墨烯和三（羟甲基）氨基甲烷的质量比为2:1:6.1，备用；
（2）取上述三（羟甲基）氨基甲烷的质量配制成pH=8.5的Tris缓冲溶液，备用；
（3）混合盐酸多巴胺、氧化石墨烯和Tris缓冲溶液，混合物用超声波分散10min，分散均匀后进行24小时的磁力搅拌，将产物用去离子水洗涤后，烘干，得GO@PDA，备用；
GO@PDA@MIL-101的制备：
(1)、备料：
对苯甲酸、九水合硝酸铬和GO@PDA的质量比为41:100:10，质量比为96:1的去离子水和浓度为40%的氢氟酸备用；
（2）、先将对苯甲酸、九水合硝酸铬溶于装有离子水的反应釜中，再将步骤1制备的GO@PDA溶于混合液中，超声15min，磁性搅拌20min；
（3）、向混合溶液中加入氢氟酸，在493k下反应8h；
（4）、待反应产物冷却至室温，依次用N,N-二甲基甲酰胺、乙醇和蒸馏水洗涤后烘干，即得材料GO@PDA@MIL-101纳米复合材料。
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