一种氧化石墨烯-金属有机骨架纳米复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]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(G0@PDA@M0F-199)的制备方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]( I)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。
[0004](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。
[0005](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。
[0006](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】
[0007]本发明的目的，是提供一种氧化石墨烯-金属有机骨架纳米复合材料(G00PDA0M0F-199)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(G00PDA0M0F-199)，且复合材料粒径处于纳米级别，颗粒均匀，吸收性能好。
[0008]采用的技术方案:
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:G0@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)按照上述三(羟甲基)氨基甲烷的质量配制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(20kz, lOmin)，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抽滤后，烘干，得GOOPDA，备用；
第二步:GO@PDA@MOF-199 的制备:
(1)、备料:
1，3，5-均苯甲酸、一水合醋酸铜和GOOPDA的质量比为5: 8.6: 3，N，N-二甲基甲酰胺、乙醇、去离子水和三乙胺的体积比为80:80:120:1 ;其中I，3，5-均苯甲酸和N，N- 二甲基甲酰胺的质量比为1:64，
(2)、先将1，3，5-均苯甲酸溶液溶于N，N-二甲基甲酰胺和乙醇混合溶液中，再分别将一水合醋酸铜和步骤I制备的GOOPDA溶于水中，最后将三种溶液混合；
(3)、向混合溶液中加入三乙胺，在室温下搅拌3小时；
(4)、搅拌结束后，将反应产物用N，N-二甲基甲酰胺洗涤，抽滤后烘干，即得。
[0009]其优点在于:
本发明操作简单，成本低，所制备的G0@PDA@M0F-199纳米复合材料粒径处于纳米级另IJ，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】
[0010]实施例一
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:G0@PDA的制备:
首先，将20mg盐酸多巴胺溶于1mL Tris缓冲溶液中，溶解后加入1mg氧化石墨烯(G0)，进行超声分散，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抽滤，再烘干，最后收集制备的GOOPDA备用。
[0011]第二步:G0@PDA@M0F-199的制备:
将1，3，5-均苯甲酸250mg溶解于40mL体积比为1:1的N，N- 二甲基甲酰胺和乙醇溶液中。再将一水合醋酸铜C4H6CuO4 -H20430mg和步骤一制备的GOOPDA溶解于30mL的水中。将溶液混合后，在混合液中加入0.25mL三乙胺，室温下搅拌3小时。搅拌结束后用N，N- 二甲基甲酰胺洗涤反应所得产物，抽滤后烘干，即得。
[0012]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:G0@PDA的制备:
首先，将20mg盐酸多巴胺溶于1mL Tris缓冲溶液中，充分溶解后加入1mg氧化石墨烯(G0)，放入超声波中进行超声分散，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抽滤，再烘干，最后收集备用。
[0013]第二步:G0@PDA@M0F-199的制备:
将1，3，5-均苯甲酸250mg溶解于40mL体积比为1:1的N，N- 二甲基甲酰胺和乙醇溶液中。再将一水合醋酸铜C4H6CuO4 -H20430mg溶解于20mL的水中。然后将0.15gG0iPDA溶于1mL水中，最后将三种溶液混合在混合液中加入0.25mL三乙胺，室温下搅拌3小时。搅拌结束后用N，N- 二甲基甲酰胺洗涤反应所得产物，抽滤后烘干，即得。
【主权项】
1.一种氧化石墨烯-金属有机骨架纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (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)按照上述三(羟甲基)氨基甲烷的质量配制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(20kz, lOmin)，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抽滤后，烘干，得GOOPDA，备用； 第二步:GO@PDA@MOF-199 的制备: (1)、备料: 1，3，5-均苯甲酸、一水合醋酸铜和GOOPDA的质量比为5: 8.6: 3，N，N-二甲基甲酰胺、乙醇、去离子水和三乙胺的体积比为80:80:120:1 ;其中I，3，5-均苯甲酸和N，N- 二甲基甲酰胺的质量比为1:64 ； (2)、先将1，3，5-均苯甲酸溶液溶于N，N-二甲基甲酰胺和乙醇混合溶液中，再分别将一水合醋酸铜和步骤I制备的GOOPDA溶于水中，最后将三种溶液混合； (3)、向混合溶液中加入三乙胺，在室温下搅拌3小时； (4)、搅拌结束后，将反应产物用N，N-二甲基甲酰胺洗涤，抽滤后烘干，即得。
【专利摘要】一种氧化石墨烯-金属有机骨架纳米复合材料的制备方法，是由盐酸多巴胺、氧化石墨烯和Tris缓冲溶液制成GOPDA，再由GOPDA、1,3,5-均苯甲酸、一水合醋酸铜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、去离子水和三乙胺，制备成GOPDAMOF-199。本发明操作简单，成本低，所制备的GOPDAMOF-199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。
【IPC分类】B01J20/30, B01J20/22
【公开号】CN105107462
【申请号】CN201510446454
【发明人】唐祝兴, 李菲菲, 王巧玲
【申请人】沈阳理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月28日