[发明专利]一种金属-天然多酚配合物纳米球及其纳米多孔金属/碳基复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种金属‑天然多酚配合物纳米球及其纳米多孔金属/碳基复合材料及制备方法，属于先进纳米复合材料技术领域包括：首先采用甲醛将多酚预交联，形成预聚体；然后采用金属离子对预聚体进行二次交联，形成金属‑多酚配合物纳米球；其中，能够通过调节水热处理温度来调控金属‑多酚配合物纳米球的粒径大小。本发明方法采用的原料(天然多酚)廉价、操作过程简单，制备方法普适性强，易于大规模制备新型金属配合物纳米球及其衍生的多孔金属/碳基复合材料。

技术领域

本发明属于先进纳米复合材料技术领域，具体涉及一种尺寸均一、组分可调的金属-天然多酚配合物纳米球及其纳米多孔金属/碳基复合材料及制备方法。

背景技术

金属-有机配合物(如金属-有机框架)，由于具有可调控的骨架组成(如金属离子、有机配体)、多样的结构及形貌、易于功能化等特点，在储氢、催化、药物传递等领域有着广泛的应用前景。此外，金属-有机配合物可以作为前驱物制备纳米多孔金属/碳基复合材料，这些材料在燃料电池、超级电容器、锂离子电池等领域有着良好的应用前景。天然多酚(如鞣酸)，广泛存在于植物体内，是一种廉价、无毒的生物质，不仅具有很强的粘合力，易于涂敷在各种材料表界面构筑功能性复合材料，而且对金属离子具有很强的络合能力，可形成有机-无机杂化材料。金属-多酚配合物，作为一类新型的金属-有机配合物，已被广泛应用于不同材料及细菌的表面修饰，并在药物传递、催化、活细胞成像、细胞治疗、能源存储与转化等领域展现出良好的应用前景。然而，实现金属-多酚配合物结构与组分的可控合成仍然是目前研究的难点和热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尺寸均一、组分可调的金属-天然多酚配合物纳米球及其纳米多孔金属/碳基复合材料及制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种金属-天然多酚配合物纳米球的制备方法，包括：首先采用甲醛将多酚预交联，形成预聚体；然后采用金属离子对预聚体进行二次交联，形成金属-多酚配合物纳米球；其中，能够通过调节水热处理温度来调控金属-多酚配合物纳米球的粒径大小。

优选地，金属-天然多酚配合物纳米球的制备方法，包括以下步骤：

1)将两亲性嵌段共聚物和天然多酚溶解于碱性的水/醇混合溶剂中，搅拌均匀，制得澄清透明的溶液；

2)在步骤1)制得的澄清透明的溶液加入一定量甲醛，室温下搅拌处理2～24h，制得预聚体；

3)向预聚体中加入一定量含金属离子的水溶液，搅拌一定时间后，离心收集沉淀，制得金属-天然多酚配合物纳米球。

其中，两亲性嵌段共聚物、天然多酚及碱性的水/醇混合溶剂的用量比＝(0.1～0.3)g:(0.1～0.3)g:(60～65)mL；

加入的甲醛与两亲性嵌段共聚物的用量比为(2～5)mL:(0.1～0.3)g；

加入的含金属离子的水溶液与两亲性嵌段共聚物的用量比为(2～5)mL:(0.1～0.3)g，每mL含金属离子的水溶液中含0.01～0.1g金属盐。

优选地，将金属-天然多酚配合物纳米球于50～120℃水热处理12～24h，离心收集沉淀；通过调控水热处理温度，能够得到粒径不同的金属-天然多酚配合物纳米球。

优选地，所述两亲性嵌段共聚物为两亲性聚醚类嵌段共聚物，PEO-b-PPO-b-PEO型高分子，如F127、P123、F108；

优选地，所述天然多酚为含有邻二酚羟基的天然酚类化合物，包含鞣酸(tannicacid)、没食子酸(gallic acid)、儿茶酸(catechin)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechingallate)、桑色素(morin)等。