[发明专利]一种制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法

权利要求书

1.一种制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，其特征在于催化膜的制备包括以下几个步骤：

(1)在多孔基膜内部孔道中负载金属前驱体，将一定浓度的前驱体采用渗流的办法从膜的一侧渗流到膜的另一侧，渗流结束后将膜取出干燥；

(2)在多孔基膜内部孔道中引入有机配体，组装合成纳米金属-有机骨架材料膜：将一定浓度的有机配体采用渗流的办法从膜的一侧渗流到负载有金属前驱体膜的另一侧，金属前驱体和有机配体在膜孔内合成金属有机-骨架材料；

(3)为制备得到具有更多催化功能的催化膜，还可通过渗流引入有催化作用的金属纳米颗粒或金属氧化物纳米颗粒对(2)中制备得到的纳米MOFs催化膜进行修饰。

2.根据权利要求1制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的一定浓度的前驱体和有机配体特征在于前驱体和有机配体浓度及溶剂种类可参照传统MOFs制备方法中的溶液浓度及溶剂种类进行选择，制备的MOFs包括，但不限于IRMOF系列材料、MIL系列材料、ZIF系列材料、UiO系列材料；且前驱体和有机配体形态可根据反应特征，选择为气相或液相。

3.根据权利要求1制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的多孔基膜特征在于可根据选用的多孔基膜孔径大小调控制备的MOFs尺寸，多孔基膜包括，但不限于聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺(PA)、陶瓷膜。

4.根据权利要求1制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的渗流引入前驱体和有机配体特征在于可通过控制前驱体和有机配体渗流次数控制催化膜内MOFs固载量。

5.根据权利要求1制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的渗流引入前驱体和有机配体特征在于可通过控制基膜两侧的推动力大小来控制流体的渗流速度：流体流速过快时减小推动力防止流体停留时间过短导致膜内未引入前驱体离子或有机配体；流体流速过慢时增大推动力防止由于基膜阻力过大导致流体无法渗流。

6.根据权利要求5制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的基膜两侧的推动力，包括，但不限于基膜两侧的压力差、浓度差、电场。

7.根据权利要求1制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的向纳米MOFs催化膜渗流引入具有催化作用的金属纳米颗粒或金属氧化物纳米颗粒特征在于可先采用渗流的办法将一定浓度的金属盐溶液向纳米MOFs催化膜内引入金属离子，干燥后制备得到经金属氧化物纳米颗粒修饰的纳米MOFs催化膜；然后渗流引入一定浓度的还原剂溶液使金属氧化物被还原为金属单质，干燥后制备得到经金属纳米颗粒修饰的纳米MOFs催化膜。

8.根据权利要求7制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的一定浓度的金属盐溶液和还原剂溶液特征在于金属盐溶液和溶液浓度可参照常规金属颗粒或金属氧化物颗粒制备方法中的溶液浓度进行选择，制备的金属纳米颗粒或金属氧化物包括，但不限于Au、Ag、Cu、Fe、Zn、Mn、CuO、ZnO、MnO₂，TiO₂，且可通过控制金属盐溶液和还原剂溶液渗流次数控制纳米MOFs催化膜内金属纳米颗粒和金属氧化物纳米颗粒固载量。

9.根据权利要求7制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的渗流引入金属纳米颗粒和金属氧化物纳米颗粒特征在于可通过控制膜两侧的推动力大小来控制溶液的流速：溶液流速过快时减小推动力防止溶液停留时间过短导致膜内未引入金属离子或还原不足；溶液流速过慢时增大推动力防止由于基膜阻力过大导致溶液无法渗流。

10.根据权利要求9制备纳米金属-有机骨架材料催化膜的方法，所述的膜两侧的推动力包括，但不限于膜两侧的压力差、浓度差、电场。