[发明专利]一种基于二维纳米级ZIF-90/C3

权利要求书

1.一种基于二维纳米级ZIF-90/C₃N₄纳米片复合材料的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)纳米级二维C₃N₄纳米片模板通过酸蚀法制备：

通过煅烧三聚氰胺获得块状C₃N₄，采用浓硫酸酸蚀插入、超声辅助剥离的方法从块状C₃N₄中剥离得到二维C₃N₄纳米片；

(2)ZIF-90/C₃N₄纳米片复合材料通过在二维C₃N₄纳米片模板上原位生长获得：

在二维C₃N₄纳米片水溶液中加入醋酸锌并超声，使Zn(Ⅱ)固定于二维C₃N₄纳米片表面形成固定生长位点，随后将生长了Zn(Ⅱ)的二维C₃N₄纳米片更换甲醇溶液体系，并加至咪唑-2-甲醛甲醇溶液中，使ZIF-90纳米颗粒原位生长于二维C₃N₄纳米片得到二维纳米级ZIF-90/C₃N₄纳米片复合材料；

(3)制膜：

将二维纳米级ZIF-90/C₃N₄纳米片复合材料加入到Pebax-1657基质溶液中，搅拌超声，使纳米片复合材料均匀分散至基质溶液中，将配置好的铸膜液倒入培养皿中，在烘箱中浇铸成膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用二维C₃N₄纳米片作为生长模板，制备具有连续MOF通道结构的二维纳米级ZIF-90/C₃N₄纳米片复合材料；所述的二维C₃N₄纳米片尺度约为400-800nm；ZIF-90在二维C₃N₄纳米片上的粒径大小为20-40nm。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，块状C₃N₄的煅烧条件为：空气气氛，升温速率2-5℃/min，煅烧温度540-560℃，煅烧时间4-6h，自然冷却。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所用浓硫酸体积ml与块状C₃N₄质量g之比为10-20:1，酸蚀温度为25-40℃，酸蚀时间为8-12h。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，二维C₃N₄纳米片水溶液的浓度为0.1-2mg/mL，所用醋酸锌与溶液中二维C₃N₄纳米片质量比为24-72:1；所加入的甲醇等同于原二维C₃N₄纳米片水溶液体积；所用咪唑-2-甲醛与醋酸锌摩尔比为4-8:1；生长了Zn(Ⅱ)的二维C₃N₄纳米片与甲醇的混合溶液与咪唑-2-甲醛甲醇溶液混合体积比为1:2-4。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，Zn(Ⅱ)超声生长时间为0.5-2h，ZIF-90生长时间为6-8h。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的Pebax-1657基质溶液浓度为3-8wt.％。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述二维纳米级ZIF-90/C₃N₄纳米片复合材料与Pebax-1657基质溶液中溶质的质量百分比为5％、10％或20％，烘箱烘干时间为12-24h，真空烘箱烘干时间为12-24h。