MOF@g-C3N4纳米颗粒电流变液及其制备方法

本申请属于电学材料领域，具体涉及一种mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液及其制备方法。

背景技术：

1、电流变液(er流体)作为一种智能材料，它是由介电微粒及其复合体分散在绝缘液体中的悬浮体系。该体系在有电场的条件下可以实现固液转变，这种转变是快速且可逆的。这意味着er流体的流变特性随外部施加的电场而变化。当施加电场时，er流体中的固体颗粒将沿着电场方向形成链状或柱状结构，导致er流体从液态变为固态。在这种情况下，其流变性能将大大提高。同时，它具有高度有序的结构和超高的比表面积，使它在离合器、阻尼器和驱动器等领域有广泛的应用前景。

2、中国申请cn113755229a公开了一种c3n4/tio2纳米复合颗粒电流变液及其制备方法，该电流变液的分散相是c3n4/tio2纳米复合颗粒，采用两步法制备而成；所得c3n4具备疏松多孔的二维材料特征，负载tio2纳米颗粒后形成一种c3n4/tio2纳米复合颗粒。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液及其制备方法。

2、本申请第一方面提供的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液具有分散相和连续相；所述分散相是一种球状多孔杂化片层结构的mof@g-c3n4纳米颗粒；所述连续相是二甲基硅油。所述mof@g-c3n4纳米颗粒为mof与g-c3n4杂化形成的纳米颗粒。

3、所述分散相由煅烧法和溶剂热法制备而成，分散相和连续相的重量比为1:10。

4、本申请第二方面提供的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，先通过煅烧法合成氮化碳颗粒，再通过溶剂热法合成mof@g-c3n4纳米颗粒；可制备前文任一实施例所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液。

5、本申请的一些实施例中，所述制备方法更具体地包括：

6、氮化碳(g-c3n4)的制备：将硝酸钠和三聚氰胺在高温下进行反应，去除杂质后，得到氮化碳；

7、悬浮液的制备：将二甲基甲酰胺(dmf)和无水甲醇混合得到第一混合溶液；将对苯二甲酸(bdc)、十六烷基三甲基溴化铵(ctab)和氮化碳加入到第一混合溶液中，在室温下搅拌至完全溶解，得到第二混合溶液；向第二混合溶液中加入乙酸，搅拌，然后加入钛酸四丁酯(tbt)，持续搅拌后置于反应釜中，进行溶剂热法合成，得到悬浮液；

8、分散相的制备：将反应所得的悬浮液进行洗涤并去除杂质后，进行干燥，得到作为分散相的mof@g-c3n4纳米颗粒；

9、电流变液的获得：将分散相与作为连续相的二甲基硅油配置成电流变液。

10、本申请的一些实施例中，所述氮化碳的制备步骤表中，硝酸钠和三聚氰胺的摩尔比为1:15，高温反应的温度为500-550℃。

11、本申请的一些实施例中，所述氮化碳的制备步骤表中，将硝酸钠和三聚氰胺均匀混合后在马弗炉中加热至500℃左右持续2小时，然后以10℃/h的加热速率提高温度至550℃左右并持续加热2小时；将所得产物用无水甲醇和无水乙醇离心去除杂质，然后进行干燥，得到氮化碳。

12、本申请的一些实施例中，所述悬浮液的制备步骤中，dmf和无水甲醇的重量比为1：1.3。bdc、ctab和氮化碳的重量比为87.5:1.75:1，三者与第一混合溶液的重量比为1：30。

13、乙酸与第二混合溶液的重量比为1：40；tbt与第二混合溶液的重量比为1：72。

14、所述持续搅拌的时间为30分钟。所述溶剂热法的温度为150℃，反应时间为24小时。

15、本申请的一些实施例中，所述分散相的制备步骤中，将所述悬浮液先用二甲基甲酰胺洗涤一次，再使用无水甲醇和无水乙醇在离心机中去除其中的杂质，干燥后得到所述分散相。

16、本申请的一些实施例中，洗涤可以在7000r/min转速下进行；去除杂质后，可以在7500r/min转速下进行；干燥可以在75℃下进行10小时。

17、本申请的一些实施例中，电流变液的获得步骤中，分散相和连续相的重量比1:10。

18、与现有技术相比，本申请具有以下优点：

19、本申请至少一种实施例提供的制备方法涉及煅烧法和溶剂热法，分两步制得mof@g-c3n4纳米颗粒；其制作工艺简单，对实验仪器无特殊需求；所得产物为球状多孔杂化片层结构，有规整的空间结构。

20、本申请至少一种实施例提供的mof@g-c3n4纳米颗粒与二甲基硅油调配的电流变液具有较高的力学值、优良的电流变效率和较好的抗沉降性。因其大比表面积和较高的介电常数，使纳米粒子有快速的电场响应速度和优秀的电流变性能，该材料是一种综合性能优秀的电流变材料。

技术特征：

1.一种mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液，其特征在于，具有分散相和连续相；其中所述分散相是球状多孔杂化片层结构的mof@g-c3n4纳米颗粒，所述连续相是二甲基硅油；所述mof@g-c3n4纳米颗粒为mof与g-c3n4杂化形成的纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液，其特征在于，所述分散相由煅烧法和溶剂热法制备而成，分散相和连续相的重量比为1:10。

3.一种权利要求1-2任一项所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，其特征在于，该制备方法先通过煅烧法合成氮化碳颗粒，再通过溶剂热法合成mof@g-c3n4纳米颗粒。

4.根据权利要求3所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，其特征在于，该制备方法更具体地包括：

5.根据权利要求4所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，其特征在于，所述氮化碳的制备步骤表中，硝酸钠和三聚氰胺的摩尔比为1:15，高温反应的温度为500-550℃。

6.根据权利要求4所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，其特征在于，所述氮化碳的制备步骤表中，将硝酸钠和三聚氰胺均匀混合后在马弗炉中加热至500℃左右持续2小时，然后以10℃/h的加热速率提高温度至550℃左右并持续加热2小时；将所得产物用无水甲醇和无水乙醇离心去除杂质，然后进行干燥，得到氮化碳。

7.根据权利要求4所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，其特征在于，所述悬浮液的制备步骤中，dmf和无水甲醇的重量比为1：1.3；bdc、ctab和氮化碳的重量比为87.5:1.75:1，三者与第一混合溶液的重量比为1：30；乙酸与第二混合溶液的重量比为1：40；tbt与第二混合溶液的重量比为1：72。

8.根据权利要求7所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，其特征在于，所述持续搅拌的时间为30分钟；所述溶剂热法的温度为150℃，反应时间为24小时。

9.根据权利要求4所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，其特征在于，所述分散相的制备步骤中，将所述悬浮液先用二甲基甲酰胺洗涤一次，再使用无水甲醇和无水乙醇在离心机中去除其中的杂质，干燥后得到所述分散相。

10.根据权利要求9所述的mof@g-c3n4纳米颗粒电流变液的制备方法，其特征在于，洗涤在7000r/min转速下进行；去除杂质后在7500r/min转速下进行；干燥在75℃下进行12小时。

技术总结本申请涉及一种MOF@g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;杂化颗粒的电流变液及其制备方法，该电流变液具有分散相和连续相；分散相主要是通过煅烧法和溶剂热相结合制备出的球状多孔杂化片层结构的MOF@g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;纳米颗粒。技术研发人员：马莉莉,陈亮坤,闫浩淳,王宝祥,郝春成受保护的技术使用者：青岛科技大学技术研发日：技术公布日：2024/4/24