[发明专利]一种具有磁性核金属有机骨架材料、制备及应用

权利要求书

1.一种具有磁性核金属有机骨架材料，其特征在于，具有磁性核金属有机骨架材料为磁性Fe₃O₄核表面裹覆介孔SiO₂壳层，在介孔SiO₂壳层外原位自组装有网状IRMOFs，即在磁性SiO₂@Fe₃O₄核表面具有网状IRMOFs结构的IRMOFs@SiO₂@Fe₃O₄磁性核MOFs材料。

2.按照权利要求1的一种具有磁性核金属有机骨架材料，其特征在于，IRMOFs在磁性IRMOFs@SiO₂@Fe₃O₄材料中的质量百分比为20%～50%。

3.制备权利要求1所述的一种具有磁性核金属有机骨架材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）磁性Fe₃O₄颗粒制备：将FeCl₃·6H₂O溶解于水中，制成FeCl₃质量含量为10%～30%的溶液，将乙酸钠溶解于乙二醇中，制成乙酸钠质量含量为5%～20%的乙二醇溶液，于30℃、有N₂保护、搅拌条件下，将FeCl₃溶液滴加到乙酸钠的乙二醇溶液中，其中FeCl₃和乙酸钠的质量比为3：1，滴加完毕后，将混合溶液放入高压釜中，在180℃晶化8小时，然后自然冷却，用去离子水和乙醇分别洗涤三次，60℃下真空干燥8小时，即为制得的磁性Fe₃O₄颗粒；

（2）磁性SiO₂@Fe₃O₄纳米球制备：称取制得的一定量磁性Fe₃O₄颗粒，加入质量浓度为95%的乙醇中，制成Fe₃O₄质量浓度为10%～20%的溶液，在40℃搅拌条件下，同时滴加质量浓度为5%～20%的硅酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）乙醇溶液，滴加的量为Fe₃O₄与硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1：（0.1～0.3）：（0.001～0.005），使得硅酸钠能均匀分散在Fe₃O₄颗粒表面，充分搅拌后，再滴加氨水溶液至pH值为10，继续搅拌3小时，然后在50W～200W超声功率下，超声10min～40min，完成Fe₃O₄颗粒表面裹覆介孔SiO₂壳层的过程，然后自然冷却，分别用去离子水和乙醇洗涤到中性，60℃下真空干燥8小时，最后在N₂保护下，于450℃焙烧6小时脱除模板剂，即为制得的具有介孔SiO₂壳层的磁性SiO₂@Fe₃O₄纳米球；

（3）具有网状IRMOFs结构磁性核MOFs材料制备：称取一定量的磁性SiO₂@Fe₃O₄纳米球分散于N,N二甲基甲酰胺（DMF）中，制成SiO₂@Fe₃O₄质量浓度为10%～30%的分散液；称取一定量的硝酸锌或醋酸锌溶于DMF中，制成硝酸锌或醋酸锌质量浓度为10%～15%的溶液；称取一定量的对苯二甲酸溶于DMF中，制成对苯二甲酸质量浓度为5%～10%的溶液；称取一定量的三乙胺溶于DMF中，制成三乙胺质量浓度为4%～10%的溶液；搅拌下，依次将硝酸锌或醋酸锌溶液、对苯二甲酸溶液、三乙胺溶液滴加到磁性SiO2@Fe₃O₄分散液中，其中SiO₂@Fe₃O₄：硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸之和：三乙胺的质量比为1：（0.2～1.3）：（0.05～0.5），其中硝酸锌或醋酸锌与对苯二甲酸中锌与对苯二甲酸摩尔比为4：3，充分搅拌，使得硝酸锌或醋酸锌、对苯二甲酸、三乙胺能均匀分散在SiO₂@Fe₃O₄表面，然后在100W～200W超声功率下，超声30min～50min，完成SiO₂@Fe₃O₄核表面网状IRMOFs的原位自组装过程，然后用DMF洗涤，80℃下真空干燥12小时，即为制得的具有网状IRMOFs结构的IRMOFs@SiO₂@Fe₃O₄磁性核MOFs材料。