[发明专利]一种常温常压快速制备铜纳米线-金属有机骨架ZIF-8复合材料的方法

说明书

本发明公开一种常温常压快速制备铜纳米线‑金属有机骨架ZIF‑8复合材料的方法。所述方法包括如下步骤：将铜纳米线超声分散在有机溶剂中得到混合液A；向混合液A中加入锌源和表面活性剂，超声至锌源和表面活性剂溶解，得到混合液B；将有机配体超声溶解于有机溶剂中得到溶液C；将溶液C快速倾倒入剧烈搅拌的混合液B中，继续搅拌1～10min，然后离心洗涤并真空干燥，即可得到铜纳米线‑金属有机骨架ZIF‑8复合材料。本发明通过常温常压法简单快速地制备出铜纳米线‑金属有机骨架ZIF‑8复合材料。所述方法无需复杂繁琐的步骤，无需加热，可以节约大量能源，并且反应时间短，可快速制备。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域。更具体地，涉及一种常温常压下简单快速制备铜纳米线-金属有机骨架ZIF-8复合材料的方法。

背景技术

近年来，一维纳米材料因其独特的光、电、磁等性质，特别是在电子、原子探针、光学器件、透明导电材料及传感器等领域的应用而受到人们广泛的关注。一维纳米铜线具有高导电性，独特的力学、光学等物理现象，并且铜储量丰富，在贵金属中价格相对便宜，在透明导电等领域及今后的应用中具有极其重要的作用。

金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子与有机配体经配位键结合而成的多孔配位聚合物。其与沸石的孔结构相似，且骨架具有柔韧性。材料中的金属位点可以作为催化活性位，多孔结构为它们成为性能优异的吸附材料提供了可能，MOFs在分离、光学、传感等方面同样有着广泛的应用及前景。作为MOFs的子类，ZIFs是一类化学稳定性高、热稳定性好的材料，因而获得了人们更多的关注。在众多已知或潜在的应用中很多都与电子传递有关，铜纳米线具有的优良电子传导能力，若是将这两种材料有效地复合在一起，将会有广阔的应用前景。

现有技术中，专利CN104001547A中公开了一种环境友好型核壳一维结构纳米铜线-金属有机骨架ZIF-8复合催化剂及其制备方法和应用，其采用的制备方法为微波诱导成核加热合成法，存在操作步骤繁琐复杂的缺点和能量消耗大的不足，比如在其公开说明书部分实例1中需要用到微波反应器，需要初始压力35bar，加热至120℃和微波1200W，操作复杂，能耗高，对设备要求高。如果能在常温常压下简单快速地实现该反应，将在节能和环保方面有很大提高。并且该专利的一次铜纳米线用量仅为0.01g(推测为微波反应釜体积的限制)，单批次的处理量较低。

因此，需要提供一种在常温常压下简单快速制备铜纳米线-金属有机骨架ZIF-8复合材料的方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种常温常压下简单快速制备铜纳米线-金属有机骨架ZIF-8复合材料的方法。该方法能够在常温常压下得到具有一维核壳纳米结构的铜纳米线-金属有机骨架ZIF-8复合材料，ZIF-8颗粒结晶度好，均匀分散在铜纳米线表面。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种常温常压快速制备铜纳米线-金属有机骨架ZIF-8复合材料的方法，包括如下步骤：

1)将铜纳米线超声分散在有机溶剂中得到混合液A；

2)向混合液A中加入锌源和表面活性剂，超声至锌源和表面活性剂溶解，得到混合液B；

3)将有机配体超声溶解于有机溶剂中得到溶液C；

4)将溶液C快速倾倒入剧烈搅拌的混合液B中，继续搅拌1～10min，然后离心洗涤并真空干燥，即可得到铜纳米线-金属有机骨架ZIF-8复合材料。

优选地，步骤1)和步骤3)中，所述有机溶剂为甲醇或N,N-二甲基甲酰胺。所选择的有机溶剂既能溶解锌源，又能溶解有机配体，其他的有机溶剂，例如正己烷就不能溶解有机配体。如果不做此优选，反应可能不能正常进行。