[发明专利]非均相Fe3O4/Co金属有机骨架材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料合成领域，具体涉及一种非均相Fe₃O₄/Co-MOF的制备方法及其应用。

背景技术

金属有机骨架材料（Metal-Organic-Framework，MOF）是一类新的、设计灵活的多微孔材料，是由过渡金属离子和有机桥联配体构成的晶体材料（J.Rowsell and O.M.Yaghi.Metal-organic frameworks:a new class of porous materials.Microporous Mesoporous Mater.,2004,73(1):3-14.）。它结合了无机化合物和有机化合物两者的特点，由于其组成的复杂性、金属和配体种类的多样性、配位环境的可调性而成为材料化学研究中最具有潜在应用前景的一类体系之一。由于具有良好的物理化学特性、非常好的生物相容性、良好的导电性以及易于功能化，因此格外受到研究者的青睐（2.G.Férey.Hybrid porous solids:past,present,future.Chem.Soc.Rev,2008,37(1),191-215.3.Dybtsev,Danil N;Chun,Hyungphil;Kim,Kimoon.Rigid and Flexible.Angewandte Chemie International Edition,2004,43(38):5033-5035.4.Xi Zhu,ab Hanye Zheng,a Xiaofeng Wei,a Zhenyu Lin,a Longhua Guo,a Bin Qiua and Guonan Chen.Chem.Commun,2013,49(13):1276-1278.

5.Tuerk C,Goldberg L.Science，1990，249(4968):505-510.）。MOF材料具有可以控制的拓扑几何结构，和可调的空隙功能，其多孔性结构为分子的吸附，富集，检测提供了可能,由于MOF特殊的微结构使得其在吸附，气体储存，催化方面的应用逐渐受到研究者们的关注。

磁性材料具有许多不同于常规材料的独特效应,如量子尺寸效应，表面效应，小尺寸效应及宏观量子隧道效应等,还具有良好的磁导向性，较好的生物相容性，由于磁性颗粒性能稳定,较易制备,可与多种分子复合使粒子表面功能化，磁性材料作为一种新型的亲和性固相载体功能纳米材料,已成为研究热点。但是磁性纳米粒子普遍存在分散性差,容易团聚等缺点。

目前，有关复合MOF材料的制备已成为科学研究的热点，但是有关复合金属有机框架（MOF）材料并不多。该材料的好处在于，其中一种金属离子作为MOF网络的结点，构建稳定的MOF框架，另一种金属离子作为活性位的中心。有关磁性MOF材料的研究更少。磁性MOF材料的好处在于，一方面结合了MOF材料的性能来构建稳定的MOF框架，其多孔结构，为小分子的吸附提供了可能；另外一方面是四氧化三铁的磁性，避免了以往磁性纳米颗粒容易团聚的特点，为分子的分离和富集提供了可能，并且可以很方便地从反应物和产物中分离出来，进行回收重复利用。

发明内容

本发明的目的在于针对的现有技术的不足，提出一种简单易行的合成方法即水热法合成一种复合的Fe₃O₄/Co-MOF材料及其制备方法，并利用该非均相材料以水为介质进行染料吸附实验。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种非均相的Fe₃O₄/Co-MOF材料，以金属有机框架化合物Co-MOF为载体，在其表面及孔内附着有四氧化三铁纳米粒子。优选的，Fe₃O₄纳米粒子的直径为10～40nm，所述非均相Fe₃O₄/Co金属有机骨架材料的比表面积为6～10m²/g。

上述非均相的Fe₃O₄/Co-MOF材料的制备方法为：

（1）纳米Fe₃O₄材料制备