[发明专利]ZIF-67纳米颗粒及其制备方法

说明书

本申请涉及金属有机骨架材料合成技术领域，尤其涉及一种ZIF‑67纳米颗粒及其制备方法。ZIF‑67纳米颗粒的制备方法包括：将Cosubgt;x/subgt;(COsubgt;3/subgt;)subgt;y/subgt;OHsubgt;z/subgt;和2‑甲基咪唑与有机溶剂混合得到悬浮液；其中，x＞0，y≥0，z≥0，y和z不同时为0；向悬浮液中加入水溶剂进行配位反应，得到具有勒洛四面体结构的ZIF‑67纳米颗粒。本申请可以得到具有勒洛四面体结构的ZIF‑67纳米颗粒，与现有技术制备得到的正十二面体结构的ZIF‑67纳米颗粒相比，本申请制备方法过程更容易控制、制备的颗粒更为均匀，得到的勒洛四面体结构的ZIF‑67纳米颗粒在气体储存、吸附分离、催化、药物传递和生物传感等方面具有更好的应用前景。

技术领域

本申请属于金属有机骨架材料合成技术领域，尤其涉及一种ZIF-67纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

金属有机骨架(Metal organic Frameworks，MOFs)材料是一种由金属离子或团簇与有机配体组装而成的具有单一尺寸及形状的周期性网络结构的配位聚合物(Coordination Polymer)。近年来，MOFs材料备受关注，因为其具有高比表面积、较大的孔体积和高孔隙率，在气体储存、吸附分离、催化、药物传递和生物传感等方面具有良好的应用前景。

沸石咪唑酯骨架结构材料(Zeolitic Imidazolate Frameworks，ZIFs)是一种新型的MOFs材料，不仅具有MOFs的优点，而且因与传统的沸石分子筛有相似的拓扑结构，使得ZIFs还具有更好的热稳定性和化学稳定性，ZIF-67就是其中的一种。

目前，现有合成工艺制备的ZIF-67颗粒为正十二面体结构，一般通过将硝酸钴和2-甲基咪唑溶于甲醇中进行反应制备，该过程反应速度过快，过程难以控制，而且制备的ZIF-67颗粒不均匀。

发明内容

本申请的目的在于提供一种ZIF-67纳米颗粒及其制备方法，旨在解决如何可控地制备颗粒大小均匀的ZIF-67纳米颗粒的技术问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种ZIF-67纳米颗粒的制备方法，包括：

将Co_x(CO₃)_yOH_z和2-甲基咪唑与有机溶剂混合得到悬浮液；其中，x＞0，y≥0，z≥0，y和z不同时为0；

向悬浮液中加入水溶剂进行配位反应，得到具有勒洛四面体结构的ZIF-67纳米颗粒。

在一实施例中，将Co_x(CO₃)_yOH_z和2-甲基咪唑与有机溶剂混合得到悬浮液包括：

将Co_x(CO₃)_yOH_z和2-甲基咪唑加到有机溶剂中搅拌后超声分散处理得到悬浮液。

在一实施例中，超声分散处理的时间为0.5～3h。

在一实施例中，向悬浮液中加入水溶剂进行配位反应的步骤中，水溶剂以5～100mL/min的滴加速率滴加入悬浮液中。

在一实施例中，有机溶剂和水溶剂的体积比为1:(0.5～5)。

在一实施例中，有机溶剂选自醇、丙酮和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。

在一实施例中，Co_x(CO₃)_yOH_z中，x＞0，y＞0，z＞0。