一种Cu-MOF多孔材料及其制备方法和应用

本发明属于金属有机框架材料制备，具体涉及一种cu-mof多孔材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、全球变暖主要是由二氧化碳和其他有害气体(nox,sox和挥发性有机化合物)排放到大气中引起的，它主要来自于人类的工业活动和交通工具。此外，如果二氧化碳浓度超过安全水平，就会导致疲劳、头痛、焦虑、精力不足、果冻腿和肺通气等症状。因此，拥有可靠的二氧化碳传感器至关重要。目前常用的co2检测方法包括基于非色散红外(ndir)、固态电解质和金属氧化物的co2传感器。然而，高功耗、高成本以及操作条件苛刻限制了其应用。

2、因此提供一种高效简便的检测二氧化碳的方法是当务之急。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供的cu-mof多孔材料的制备方法材料制备方法简单，产率高，制备得到的配合物稳定性好，利于保存，且对co2有良好的选择性，可实现对co2的高效简便的特异性检测。

2、本发明的第二方面提出了一种所述的制备方法制备的cu-mof多孔材料在二氧化碳检测中的应用。

3、根据本发明的第一方面实施例的一种cu-mof多孔材料的制备方法，所述制备方法的制备方法包括：

4、s1：将水凝胶前驱体油墨3d打印形成预设形状的3d打印水凝胶基质；

5、s2：将所述水凝胶基质在铜源中反应得到cu-mof多孔材料；

6、所述cu-mof是由铜离子为节点，均苯三羧酸配体为支柱构成的金属有机骨架材料。

7、根据本发明第一方面的实施例，至少具有以下有益效果：

8、本发明中通过3d打印制备得到cu-mof，制备方法简单，产率高，制备得到的配合物稳定性好，利于保存，且对co2具有良好的传感性能，可实现对co2的特异性识别。

9、根据本发明的一些优选地实施例，所述cu-mof多孔材料的制备方法包括：

10、s1：将水凝胶前驱体油墨3d打印、uv固化形成预设形状的3d打印水凝胶基质；

11、s2：将所述水凝胶基质在铜源中反应得到cu-mof多孔材料；

12、所述cu-mof是由铜离子为节点，均苯三羧酸配体为支柱构成的金属有机骨架材料。

13、根据本发明的一些实施例，所述3d打印的打印机包括dlp打印机。

14、根据本发明的一些实施例，所述uv固化采用405nm uv光源。

15、根据本发明的一些实施例，步骤s2中，所述反应的时间为24～25h。

16、根据本发明的一些实施例，所述水凝胶前驱体油墨的制备原料包括官能团单体、交联剂、光引发剂。

17、根据本发明的一些实施例，所述官能团单体、交联剂和光引发剂的质量比为960：5～20：4。

18、根据本发明的一些实施例，所述水凝胶前驱体油墨的制备原料还包括溶剂。

19、根据本发明的一些实施例，所述水凝胶前驱体油墨的制备原料还包括氨水。

20、根据本发明的一些实施例，所述光引发剂包括(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(tpo)。

21、根据本发明的一些实施例，所述官能团单体包括丙烯酸和丙烯酰胺中的至少一种。

22、上述官能团单体以及质量比保证了cu-mof多孔材料的拉伸性能的优异。

23、根据本发明的一些实施例，所述交联剂包括聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯(pegda)。

24、根据本发明的一些实施例，所述溶剂包括水和n,n-二甲基乙酰胺。

25、根据本发明的一些实施例，所述铜源和所述均苯三羧酸的摩尔比为5～10：1。

26、根据本发明的一些实施例，所述铜源包括硝酸铜。

27、根据本发明的一些实施例，所述水凝胶前驱体油墨的制备方法包括将所述水凝胶前驱体油墨的制备原料混合反应。

28、根据本发明的一些实施例，所述反应的温度为60-80℃。

29、根据本发明的第二方面实施例的一种上述制备方法制备得到的cu-mof多孔材料在二氧化碳检测中的应用

30、本发明中3d打印制备得到的cu-mof具有精细的微结构，在co2的检测中，传感灵敏度高，以3d打印cu-mof为传感器，利用cu-mof多孔材料导电率的变化检测co2气体，实现对co2的特异性识别，操作简单方便且效率高。

31、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

技术特征：

1.一种cu-mof多孔材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶前驱体油墨的制备原料包括官能团单体、交联剂、光引发剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述光引发剂包括(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(tpo)。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述官能团单体包括丙烯酸和丙烯酰胺中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯(pegda)。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜源和所述均苯三羧酸的摩尔比为5～10：1。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜源包括硝酸铜。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶前驱体油墨的制备方法包括将所述水凝胶前驱体油墨的制备原料混合反应。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为60-80℃。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的制备方法制备的cu-mof多孔材料在二氧化碳检测中的应用。

技术总结
本发明公开了一种Cu‑MOF多孔材料及其制备方法和应用，制备方法的制备方法包括：S1：将水凝胶前驱体油墨3D打印形成预设形状的3D打印水凝胶基质；S2：将所述水凝胶基质在铜源中反应得到Cu‑MOF多孔材料；Cu‑MOF是由铜离子为节点，均苯三羧酸配体为支柱构成的金属有机骨架材料；本发明提供的Cu‑MOF多孔材料的制备方法材料制备方法简单，产率高，制备得到的配合物稳定性好，利于保存，且对CO2有良好的选择性，可实现对CO2的高效简便的特异性检测。

技术研发人员：徐海,陈姿仪,周文,曾广斌,周立连,肖体乐
受保护的技术使用者：中南大学深圳研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13