本发明属于二维纳米材料，具体涉及一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片及制备方法。
背景技术：
1、金属有机框架(metal-organic frameworks，mofs)是一类由金属离子与有机配体通过配位键结合而形成的多孔晶体材料。mofs具有高度可调性和多功能性，其孔道结构和化学组成可以通过选择不同的金属离子和有机配体来进行调控。这些特性使得mofs在分子存储/分离、催化、药物递送、化学传感、吸附等领域展现出巨大的潜力。
2、二维纳米材料引起了广泛的研究兴趣，这是因为它们具有诸如超大比表面积、优异的光学透明度、出色的导电性和导热性等特点。尽管二维纳米材料在晶体结构和组成上存在差异，它们都呈现出类似的片状形态，但具有多样的性质。与零维纳米颗粒、一维纳米棒/纳米线/纳米管、三维层次结构和大块材料相比，二维纳米材料展示了许多独特的特性。例如，二维纳米片的原子级薄度赋予其高度的机械柔性和光学透明度，使其成为柔性透明电子器件的理想选择。此外，二维纳米材料的超薄厚度和大横向尺寸使其有望成为低传输电阻和高通量气体分离超薄膜的构建单元。此外，巨大的比表面积和高表面积与体积原子比使2d纳米材料中的反应物分子和活性位点之间更容易接触，从而增强了催化活性。
3、目前2d mof纳米片的合成仍然是一个巨大的挑战，因为mof晶体的生长应仅沿垂直方向厚度应在纳米级，而不影响其他两个横向方向；目前常见的mof纳米片的合成方法有：机械剥离、化学剥离和表面活性剂辅助合成；机械剥离是通过机械力将材料剥离成薄片的方法。然而，这种方法通常需要在材料表面施加较大的力量，容易导致纳米片的不均匀厚度和不完整剥离。
4、此外，机械剥离对于某些材料可能不适用，因为它们具有较强的化学键和结构稳定性，难以通过机械力剥离；化学剥离是利用化学反应来剥离材料层。然而，这种方法可能需要使用具有高毒性或腐蚀性的化学物质，对环境和人体健康造成潜在风险。此外，化学剥离的选择性和剥离效率也是挑战，因为不同材料之间的化学反应选择性可能不同，而且剥离过程中可能会发生副反应或损伤纳米片的结构和性质；表面活性剂辅助合成是通过在合成过程中添加表面活性剂来控制纳米片的形态和尺寸，同时，表面活性剂可能会在纳米片表面形成残留，并对纳米片的性质和应用产生负面影响，此外，表面活性剂的添加和去除过程可能会增加制备的复杂性，并且需要对表面活性剂的选择和浓度进行仔细优化。
5、上述方法存在各自的短板，这些短板限制着mof纳米片的量产化与应用，所以，为了拓展现有mof纳米片的合成方法，同时开发出一种合成简便、合成条件温和、合成设备经济易搭建的mof纳米片合成方法对于mof材料商业化有着深远的影响和重大的意义。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，以解决现有技术中mof纳米片的合成方法复杂、合成条件苛刻的技术问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片，所述cu-azdc纳米片表面光滑无突起，厚度小于10nm，面积超过100um2。
4、优选地，当使用365nm单色光照射后，cu-azdc纳米片的x射线衍射光谱中[100]峰位置向小角度偏移0.01°～0.1°。
5、优选地，使用450nm单色光照射后，cu-azdc纳米片x射线衍射光谱的[100]峰恢复，与进行365nm单色光照射的cu-azdc纳米片x射线衍射光谱的[100]进行对比，[100]峰向大角度偏移0.01°～0.1°。
6、一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，包括以下步骤；
7、将偶氮苯-4,4-二羧酸溶解于二氯甲烷和n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，将三水硝酸铜溶解于乙腈和n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，得到两种混合溶液，分别搅拌至完全溶解后，离心取上清液；
8、将三水硝酸铜溶液的上清液缓慢滴加至偶氮苯-4,4-二羧酸溶液上清液上方，二者交界处获得cu-azdc纳米片，取出并清洗离心，获得cu-azdc纳米片。
9、优选地，所述偶氮苯-4,4-二羧酸与二氯甲烷和n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂的用量比为1-100mg:1-50ml；二氯甲烷和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1:0.5～1:3。
10、优选地，所述三水硝酸铜与乙腈和n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂的用量比为1-100mg:1-50ml；乙腈和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1:0.5～1:3。
11、优选地，所述两种混合溶液超声处理10-20min至完全溶解，离心速度5000～7000r·min-1，离心时间5min后取上清液备用。
12、优选地，以10μl·s-1～100μl·s-1的速率缓慢滴加三水硝酸铜混合溶液的上清液且滴加时间不少于5-8分钟，滴加结束后置于25-30℃的条件下保温6-48小时。
13、优选地，所述将三水硝酸铜溶液的上清液缓慢滴加至偶氮苯-4,4-二羧酸溶液上清液上方时，避免三水硝酸铜溶液的上清液浸入偶氮苯-4,4-二羧酸溶液的上清液。
14、优选地，使用移液枪转移界面处的cu-azdc纳米片后，采用n,n-二甲基甲酰胺离心洗涤5～7次，再用无水乙醇离心洗涤5～7次。
15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
16、(1)由本发明制备得到的cu-azdc纳米片具有动态响应性，当使用365nm单色光照射后的cu-azdc纳米片分散液后，光照后的纳米片与未经365nm单色光照射的纳米片的x射线衍射光谱在存在明显差异，表现为光照后cu-azdc晶体[100]峰向小角度偏移，再通过450nm单色光照后，[100]峰能够回复至原始位置，即cu-azdc[100]晶面间距大小发生变化。
17、(2)本发明所公开的制备方法反应条件比较简便、产出率高、可重复性强，实现了一步制备cu-azdc纳米片，得到的cu-azdc纳米片呈现出超薄、大面积的特点，这一特点使得cu-azdc纳米片在多个实际应用场景中存在优势。
18、(3)本发明所公开的制备方法通过使用液相-液相界面合成法，利用溶剂自身极性差异，通过在两种不相溶的相的接触界面上进行反应，限制cu-azdc的合成区域，使其生长为二维片状结构。同时，cu-azdc纳米片悬浮液浓度方便调控，通过调节加工时cu-azdc纳米片分散液的浓度，以实现对cu-azdc层厚度的调整，这种调节方法精准可控、且操作简单，合理解决了现有技术中mof纳米片的合成方法复杂、合成条件苛刻的技术问题。
1.一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片，其特征在于，所述cu-azdc纳米片表面光滑无突起，厚度小于10nm，面积超过100um2。
2.根据权利要求1所述的一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片，其特征在于，当使用365nm单色光照射后，cu-azdc纳米片的x射线衍射光谱中[100]峰位置向小角度偏移0.01°～0.1°。
3.根据权利要求2所述的一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片，其特征在于，使用450nm单色光照射后，cu-azdc纳米片x射线衍射光谱的[100]峰恢复，与进行365nm单色光照射的cu-azdc纳米片x射线衍射光谱的[100]进行对比，[100]峰向大角度偏移0.01°～0.1°。
4.一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
5.根据权利要求4所述的一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，其特征在于，所述偶氮苯-4,4-二羧酸与二氯甲烷和n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂的用量比为1-100mg:1-50ml；二氯甲烷和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1:0.5～1:3。
6.根据权利要求4所述的一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，其特征在于，所述三水硝酸铜与乙腈和n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂的用量比为1-100mg:1-50ml；乙腈和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1:0.5～1:3。
7.根据权利要求4所述的一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，其特征在于，所述两种混合溶液超声处理10-20min至完全溶解，离心速度5000～7000r·min-1，离心时间5min后取上清液备用。
8.根据权利要求4所述的一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，其特征在于，以10μl·s-1～100μl·s-1的速率缓慢滴加三水硝酸铜混合溶液的上清液且滴加时间不少于5-8分钟，滴加结束后置于25-30℃的条件下保温6-48小时。
9.根据权利要求4所述的一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，其特征在于，所述将三水硝酸铜溶液的上清液缓慢滴加至偶氮苯-4,4-二羧酸溶液上清液上方时，避免三水硝酸铜溶液的上清液浸入偶氮苯-4,4-二羧酸溶液的上清液。
10.根据权利要求4所述的一种具有动态响应性超薄cu-azdc纳米片的制备方法，其特征在于，使用移液枪转移界面处的cu-azdc纳米片后，采用n,n-二甲基甲酰胺离心洗涤5～7次，再用无水乙醇离心洗涤5～7次。
