CN113351177B - 一种湿度捕获凝胶、制备方法及应用 - Google Patents

一种湿度捕获凝胶、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿度捕获凝胶、制备方法及其应用。本发明所述的湿度捕获凝胶由改性PVDF凝胶与二维范德华异质结材料共混制备而成，所述的改性PVDF凝胶为聚乙二醇改性的PVDF凝胶；所述的二维范德华异质结材料包括二维MOFs纳米片Zn(NCS)2(C4N2H4)2和二维MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2；所述的二维范德华异质结材料与改性PVDF凝胶的质量比为0.01‑2.5:3.7‑5。本发明方法制备的凝胶，制备方法简单，价格低廉，稳定性强，在湿度检测、太阳能捕获水等方面具有很好的应用前景。

Description

一种湿度捕获凝胶、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及纳米复合材料及其制备方法，特别涉及一种湿度捕获凝胶、制备方法及应用。
背景技术
二维材料是一种具有原子厚度片状结构的材料，其具有独特的电子、光学和机械性能，已经成为了技术应用以及未开发的基础科学领域中最有潜力的材料。这些材料通常在平面内由共价键结合而基体间是弱的分子键结合。二维材料可以是导体、半导体，也可以是绝缘体；可以是化学惰性，也可以随时进行化学修饰。虽然二维材料有许多突出的优点，但是它们单独使用时存在一些缺陷，如石墨烯著名的零带隙问题；六角氮化硼带隙较大达到5.8ev；单层二硫化钼虽然具有合适的带隙，但其载流子的迁移率要比室温下的石墨烯还低；二维磷烯的载流子迁移率较大，但在含氧和潮湿环境下容易降解。二维材料的这些不足限制了其综合应用，因此，寻找解决办法至关重要，构建范德华异质结构脱颖而出。范德华异质结是由不带电荷的二维层状材料通过剥离成单片或几片之后与其他的单片或几片二维材料在垂直方向上通过范德华力相互堆叠形成的异质结构。通过选择不同的二维材料和特定的堆垛方式，各自的独特性质可以有机地结合在一起。范德华异质结在原子尺度上几乎无变化，即使在层状材料中存在很大的晶格不匹配，也能保持组装材料的电子结构稳定性。
基于水合作用的多孔材料可以作为有效的收集空气中的水分。一个典型的例子是，MOFs纳米材料能够在相对较低的湿度下主动捕获大气中的水蒸气，然后通过阳光释放水。但是由于MOFs纳米材料在较短的时间内就能达到吸附饱和，使得这些MOFs纳米材料吸附剂在即使是在相对湿度较高(大于50％RH)的情况下，也表现出相对较低的吸湿能力。其次有些多孔MOFs纳米材料稳定性较差、机械强度弱等缺点，在一定程度上限制了其在各个领域的应用。然而将MOFs纳米材料与一些功能材料结合制备的纳米复合材料，既可以有效地保留MOFs纳米材料优异的性能，也可以保留聚合物材料的优点，实现两种材料性能的互补。将MOFs纳米材料与聚合物进行性共混，可以制备出兼具MOFs纳米材料的高强度、亲水性和聚合物材料的易加工、灵活多变的等优点的复合材料，这对复合材料在湿度检测、太阳能捕获水等方面的应用具有重要意义。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种湿度捕获凝胶、制备方法及应用。本发明制备的湿度捕获凝胶以改性的PVDF凝胶为主体，制备方法简单，价格低廉，稳定性强，在湿度检测、太阳能捕获水方面具有很好的应用前景。
技术方案：本发明所述的一种湿度捕获凝胶，由改性PVDF凝胶与二维范德华异质结材料共混制备而成，所述的改性PVDF凝胶为聚乙二醇改性的PVDF凝胶；所述的二维范德华异质结材料包括二维MOFs纳米片Zn(NCS)2(C4N2H4)2和二维MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2；所述的二维范德华异质结材料与改性PVDF凝胶的质量比为0.01-2.5:3.7-5。
优选地，所述聚乙二醇为聚乙二醇-6000，PVDF为PVDF-50000。
优选地，所述的聚偏二氟乙烯与聚乙二醇的质量比为3-4:0.7-1。
更优选地，所述的聚偏二氟乙烯与聚乙二醇的质量比为3-4:0.8-0.9。
优选地，所述的Zn(NCS)2(C4N2H4)2与Co(NCS)2(C4N2H4)2摩尔比为0.8-1.2:0.8-1.2。
更优选地，所述的Zn(NCS)2(C4N2H4)2与Co(NCS)2(C4N2H4)2摩尔比为1:1。
优选地，所述的湿度捕获凝胶通过以下方法制备：聚乙二醇溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，搅拌，聚乙二醇完全溶解后，缓慢加入聚偏二氟乙烯(PVDF)，搅拌直到溶质完全溶解，室温下，静置脱泡；将真空干燥后的二维范德华异质结材料2D-Zn[Zn(NCS)2(C4N2H4)2]/2D-Co[Zn(NCS)2(C4N2H4)2]加入PVDF与DMF的混合体系中，在25℃，20kHz条件下超声分散60-90min，在80-90℃下连续搅拌12-24h，使得凝胶液搅拌呈均一相，静置脱泡，将凝胶液冷却至室温，将凝胶液倒在洁净的方形模具中定形，得到二维范德华异质结改性的PVDF凝胶，即为湿度捕获凝胶。
本发明所述的一种湿度捕获凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将超薄二维MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2和Zn(NCS)2(C4N2H4)2按摩尔比0.8-1.2:0.8-1.2混合，分散在乙醇中，搅拌，静置，离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋蒸，真空干燥，得到二维范德华异质结2D-Zn/2D-Co；
(2)称取聚乙二醇溶于二甲基甲酰胺，待聚乙二醇完全溶解后，缓慢加入PVDF，搅拌直到完全溶解，脱泡；
(3)将真空干燥后的二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co加入PVDF与二甲基甲酰胺的混合体系中，在25℃，20kHz条件下超声60-90min，并在80-90℃下连续搅拌12-24h，静置脱泡；将凝胶液冷却至室温，将凝胶液倒在洁净的模具中定形，得到湿度捕获凝胶。
步骤(1)中，所述的旋蒸温度为30-80℃。
步骤(1)中的乙醇溶液为质量百分浓度为95％的乙醇溶液。
步骤(2)中，聚乙二醇与二甲基甲酰胺的比例为0.7-1g:25-30mL。
优选地，所述的聚乙二醇与二甲基甲酰胺的比例为0.8-0.9g:25-30mL。
步骤(2)中，所述的聚偏二氟乙烯(PVDF)与聚乙二醇的比例为3-4g:0.7-1g。
步骤(3)中，加入二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co的质量为0.01-2.5g。
步骤(1)或步骤(2)中，所述的超声的条件为20-60kHz条件下超声60-90min。
优选地，超薄二维MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2通过以下方法制备：在室温下，将Co(SCN)2溶于水溶液中，将吡嗪溶于丙酮溶液中；然后将Co(SCN)2水溶液缓慢加入吡嗪丙酮溶液中，搅拌混合后，离心，洗涤，干燥，得到三维前体材料；将所得到三维前体材料分散在95％的乙醇溶液中，在25℃，20kHz条件下超声60-90min，并在80-90℃下连续搅拌12-24h，静置，离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋蒸，干燥，得到超薄二维MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2。
更优选地，超薄二维MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2通过以下方法制备：在室温下，将Co(SCN)2溶于水溶液中，将吡嗪溶于丙酮溶液中；然后将Co(SCN)2水溶液缓慢加入吡嗪丙酮溶液中，在100-500rpm下搅拌1-3h，1000-2000rpm离心，清水洗涤，干燥，得到三维前体材料；将所得到的三维前体材料分散在95％的乙醇溶液中，在25-40℃，20-60kHz条件下超声60-90min；并在100-500rpm下搅拌12-24h，然后静置24-36h，100-1000rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，30-80℃旋蒸，干燥，得到绿色的固体粉末，即为超薄二维MOFs纳米片2D-Co(Co(NCS)2(C4N2H4)2)。
优选地，超薄二维MOFs纳米片Zn(NCS)2(C4N2H4)2通过以下方法制备：在室温下，将ZnSO4·7H2O和吡嗪分别溶于甲醇溶液中，然后得到的ZnSO4甲醇溶液缓慢加入吡嗪甲醇溶液中，搅拌；然后称取NH4SCN溶于甲醇溶液中，并将其加入到已得到的混合甲醇溶液中，搅拌，离心，洗涤，干燥，得到三维MOFs前体材料；将得到的三维MOFs前体材料分散在95％的乙醇溶液中，在25℃，20kHz条件下超声60-90min，并在80-90℃下连续搅拌12-24h，然后静置，离心除去沉淀，得到丁达尔溶液；并将所得到的丁达尔胶体溶液旋蒸，干燥，得到超薄二维MOFs纳米片Zn(NCS)2(C4N2H4)2。
更优选地，超薄二维MOFs纳米片Zn(NCS)2(C4N2H4)2通过以下方法制备：在室温下，将ZnSO4·7H2O和吡嗪分别溶于甲醇溶液中，然后将ZnSO4·7H2O甲醇溶液缓慢加入吡嗪甲醇溶液中，搅拌；然后称取NH4SCN溶于甲醇溶液中；并将其加入到得到的混合的甲醇溶液中，在100-500rpm下搅拌1-3h，1000-2000rpm离心、清水洗涤，干燥，得到三维MOFs前体材料；将所得到的三维MOFs前体材料分散在95％的乙醇溶液中，在25-40℃，20-60kHz条件下超声60-90min；并在100-500rpm下搅拌12-24h，然后静置24-36h，100-1000rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液；并将上述所得到的丁达尔胶体溶液30-80℃旋蒸，干燥，得到白色的固体粉末，即为超薄二维MOFs纳米片2D-Zn(Zn(NCS)2(C4N2H4)2)。
三维MOFs前体材料(包括上述的MOFs纳米片Zn(NCS)2(C4N2H4)2以及MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2)与溶液的比例为：0.1-0.2g:200-300mL。
其中：所述的Co(SCN)2与吡嗪的物质的量之比为1：2；Co(SCN)2与水的比例为0.4-0.5g:10-20mL；吡嗪与水的比例为0.1-0.2mg:15-20mL；三维MOFs前体材料与溶液的比例为：0.1-0.2g:200-300mL。
所述的ZnSO4·7H2O、吡嗪和NH4SCN的的物质的量之比为1:1:2；ZnSO4·7H2O与甲醇的比例为1.4-1.5g:10-20mL；吡嗪与甲醇的比例为0.4-0.5mg:15-20mL；NH4SCN与甲醇的比例为0.7-0.8g:10-20mL；三维MOFs前体材料与溶液的比例为:0.1-0.15g:200-300mL。
所述的聚乙二醇-6000与二甲基甲酰胺(DMF)的比例为0.7-1g:25-30mL，聚偏二氟乙烯(PVDF)与聚乙二醇-6000的比例为3-4g:0.7-1g。
优选地，聚偏二氟乙烯(PVDF)与聚乙二醇的比例为3-4g:0.8-0.9g。
本发明所述的湿度捕获凝胶在湿度检测及太阳能捕获水中的应用。
优选地，本发明所述的湿度捕获凝胶的制备方法为：
将超薄二维MOFs纳米片[Co(NCS)2(pyz)2]和[Zn(NCS)2(pyz)2]按摩尔比1:1混合，分散在溶液中，在100-500rpm下搅拌12-24h，然后静置24-36h，100-1000rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋干，即得到所述的二维维范德华异质结2D-Zn/2D-Co。
1)称取聚乙二醇溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，随后放入磁力搅拌器中搅拌，待聚乙二醇完全溶解后,调整转速形成小漩涡，缓慢加入聚偏二氟乙烯PVDF，搅拌2-3h直到溶质完全溶解。室温下，静置1h脱泡。
2)将真空干燥后的二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co加入PVDF与DMF的混合体系中在25℃，20kHz条件下超声1-2h，转移至油浴锅中在80-90℃下连续搅拌12-24h，使得凝胶液搅拌呈均一相。静置脱泡至少24-48h。将凝胶液冷却至室温，将凝胶液倒在洁净的方形模具中定形，得到二维范德华异质结改性的PVDF凝胶。
除非另有说明，本发明中所述的“％”为质量百分比。
有益效果：(1)本发明提供一种简易的二维范德华异质结改性的PVDF凝胶的制备方法；(2)本发明提供的二维范德华异质结改性的PVDF凝胶在太阳能水捕获、海水淡化等方面具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为PVDF凝胶的扫描电镜图；
图2为改性的PVDF凝胶的扫描电镜图；
图3为不同二维范德华异质结含量的改性的PVDF凝胶的等温吸附曲线。
具体实施方式
以下结合说明附图和具体实施例来进一步说明此发明。值得注意的是，此处具体实施例仅作为解释说明本发明，并不用于限定本发明。除非特别说明，本发明采用的试剂，方法和设备为本技术领域常规试剂，方法和设备。所用的材料和试剂均为市售。
实施例1：二维范德华异质结改性的PVDF凝胶通过以下步骤制备：
1)在室温下，将0.434g(2.5mmol)的Co(SCN)2溶于10mL水溶液中，将0.405g(5.0mmol)的吡嗪(PyZ)溶于15mL丙酮溶液中；然后将Co(SCN)2水溶液缓慢加入吡嗪丙酮溶液中，在100rpm下搅拌1h，1000rpm离心，清水洗涤，干燥，得到三维前体材料。将所得到的三维前体材料称取0.1g分散在200mL的95％乙醇中，在25℃，20kHz条件下超声60min；并在100rpm下搅拌12h，然后静置24h，100rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋蒸，干燥，得到绿色的固体粉末，即为超薄二维MOFs纳米片2D-Co(Co(NCS)2(C4N2H4)2)；
2)在室温下，将1.438g(5mmol)的ZnSO4·7H2O溶于10mL甲醇中和0.4404g(5mmol)的吡嗪溶于15mL的甲醇溶液中，然后将ZnSO4·7H2O甲醇溶液缓慢加入吡嗪甲醇溶液中，搅拌；然后称取0.761g(10mmol)的NH4SCN溶于10mL的甲醇溶液中，并将其加入到上述混合的甲醇溶液中，在100rpm下搅拌1h，1000rpm离心、清水洗涤，干燥，得到三维MOFs前体材料。将上述所得到的材料分散在95％的乙醇溶液中，在25℃，20kHz条件下超声60min；并在100rpm下搅拌12h，然后静置24h，100rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液；并将上述所得到的丁达尔胶体溶液旋蒸，干燥，得到白色的固体粉末，即为超薄二维MOFs纳米片2D-Zn(Zn(NCS)2(C4N2H4)2)；
3)将超薄二维MOFs纳米片[Co(NCS)2(pyz)2]和[Zn(NCS)2(pyz)2]按摩尔比1:1混合，分散在95％的乙醇溶液中，在100rpm下搅拌12h，然后静置24h，100rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋干，即得到二维维范德华异质结2D-Zn/2D-Co。
4)称取0.8g的聚乙二醇-6000溶于25mL的二甲基甲酰胺(DMF)中，随后放入磁力搅拌器中搅拌，待聚乙二醇-6000完全溶解后，调整转速形成小漩涡，逐渐加入3g的聚偏二氟乙烯PVDF-50000，搅拌2h直到溶质完全溶解。室温下，静置1h脱泡。
5)将真空干燥后的10mg的二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co加入PVDF与DMF的混合体系中在25℃，20kHz条件下超声1h，转移至油浴锅中在80℃下连续搅拌12h，使得凝胶液搅拌呈均一相。静置脱泡至少24h。待凝胶液冷却至室温，将凝胶液倒在洁净的方形模具中定形，得到二维范德华异质结改性的PVDF凝胶。
实施例2：二维范德华异质结改性的PVDF凝胶通过以下步骤制备
1)在室温下，将0.434g(2.5mmol)Co(SCN)2溶于20mL水溶液中，将0.405g(5.0mmol)吡嗪溶于20mL丙酮溶液中；然后将Co(SCN)2水溶液缓慢加入吡嗪丙酮溶液中，在500rpm下搅拌3h，2000rpm离心，清水洗涤，干燥，得到三维前体材料。将所得到的材料称取0.2g分散在300mL的95％的乙醇溶液中，在40℃，60kHz条件下超声90min；并在500rpm下搅拌24h，然后静置36h，1000rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋蒸，干燥，得到绿色的固体粉末，即为超薄二维MOFs纳米片2D-Co(Co(NCS)2(C4N2H4)2)；2)在室温下，将1.438g(5mmol)的ZnSO4·7H2O和0.4404g(5mmol)的吡嗪分别溶于20mL甲醇溶液中，然后将ZnSO4·7H2O甲醇溶液缓慢加入吡嗪甲醇溶液中，搅拌；然后称取0.761g(10mmol)NH4SCN溶于20mL的甲醇溶液中；并将其加入到上述混合的甲醇溶液中，在500rpm下搅拌3h，2000rpm离心、清水洗涤，干燥，得到三维MOFs前体材料。将上述所得到的材料称取0.15g分散在300mL的95％的乙醇溶液中，在40℃，60kHz条件下超声90min；并在500rpm下搅拌24h，然后静置36h，1000rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液；并将上述所得到的丁达尔胶体溶液旋蒸，干燥，得到白色的固体粉末，即为超薄二维MOFs纳米片2D-Zn(Zn(NCS)2(C4N2H4)2)；
3)将超薄二维MOFs纳米片[Co(NCS)2(pyz)2]和[Zn(NCS)2(pyz)2]按摩尔比1:1混合，分散在95％的乙醇溶液中，在500rpm下搅拌24h，然后静置36h，1000rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋干，即得到所述的二维维范德华异质结2D-Zn/2D-Co。
4)称取0.9g的聚乙二醇-6000溶于30mL二甲基甲酰胺(DMF)中，随后放入磁力搅拌器中搅拌，待聚乙二醇-6000完全溶解后，调整转速形成小漩涡，逐渐加入4g的聚偏二氟乙烯PVDF-50000，搅拌3h直到溶质完全溶解。室温下，静置1h脱泡。
5)将真空干燥后的20mg的二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co加入PVDF与DMF的混合体系中超声分散2h，转移至油浴锅中在90℃下连续搅拌24h，使得凝胶液搅拌呈均一相。静置脱泡至少48h。待凝胶冷却至室温，将凝胶液倒在洁净的方形模具中定形，得到二维范德华异质结改性的PVDF凝胶。
实施例3：二维范德华异质结改性的PVDF凝胶通过以下步骤制备：
1)在室温下，将0.434g(2.5mmol)Co(SCN)2溶于20mL水溶液中，将0.405g(5.0mmol)吡嗪溶于20mL丙酮溶液中；然后将Co(SCN)2水溶液缓慢加入吡嗪丙酮溶液中，在300rpm下搅拌2h，1500rpm离心，清水洗涤，干燥，得到三维前体材料。将所得到的材料称取0.2g分散在300mL的95％的乙醇溶液中，在30℃，50kHz条件下超声80min；并在400rpm下搅拌18h，然后静置30h，700rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋蒸，干燥，得到绿色的固体粉末，即为超薄二维MOFs纳米片2D-Co(Co(NCS)2(C4N2H4)2)；
2)在室温下，将1.438g(5mmol)的ZnSO4·7H2O和0.4404g(5mmol)的吡嗪分别溶于20mL甲醇溶液中，然后将ZnSO4·7H2O甲醇溶液缓慢加入吡嗪甲醇溶液中，搅拌；然后称取0.761g(10mmol)NH4SCN溶于20mL的甲醇溶液中；并将其加入到上述混合的甲醇溶液中，在400rpm下搅拌2h，1500rpm离心、清水洗涤，干燥，得到三维MOFs前体材料。将所得到的材料称取0.15g分散在300mL的95％的乙醇溶液中，在30℃，50kHz条件下超声80min；并在400rpm下搅拌18h，然后静置30h，700rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液；并将上述所得到的丁达尔胶体溶液旋蒸，干燥，得到白色的固体粉末，即为超薄二维MOFs纳米片2D-Zn(Zn(NCS)2(C4N2H4)2)；
3)将超薄二维MOFs纳米片[Co(NCS)2(pyz)2]和[Zn(NCS)2(pyz)2]按摩尔比1:1混合，分散在95％的乙醇溶液中，在400rpm下搅拌18h，然后静置30h，700rpm离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋干，即得到所述的二维维范德华异质结2D-Zn/2D-Co。
4)称取0.85g的聚乙二醇-6000溶于30mL的二甲基甲酰胺(DMF)中，随后放入磁力搅拌器中搅拌，待聚乙二醇-6000完全溶解后，调整转速形成小漩涡，逐渐加入3.5g的聚偏二氟乙烯PVDF-50000，搅拌2.5h直到溶质完全溶解。凝胶液完全溶解后，放入真空干燥箱中静置1h脱泡。
5)将真空干燥后的15mg的二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co加入PVDF与DMF的混合体系中超声分散1.5h，转移至油浴锅中在85℃下连续搅拌18h，使得凝胶液搅拌呈均一相。静置脱泡至少36h。待凝胶液冷却至室温，将凝胶液倒在洁净的方形模具中定形，得到二维范德华异质结改性的PVDF凝胶。
将PVDF凝胶以及改性的PVDF在烘箱(45℃)中干燥，用扫描电镜分别对PVDF凝胶以及改性的PVDF进行形貌表征分析，图1为实施例3步骤4)制备的未经改性的含有聚乙二醇的PVDF凝胶，图2是实施例3中经过改性得到的PVDF凝胶，结果表明，与未改性之前的PVDF凝胶的光滑表面相比，改性后的凝胶的骨架变得更加粗糙。
对本发明的改性的PVDF凝胶进一步做以下实验：按照实施例3的方法制备不同比例含量的复合凝胶，分别称取真空干燥后的范德华异质结材料2D-Co/2D-Zn样品(2D-Co以及2D-Zn摩尔比为1:1)，2D-Co/2D-Zn分别占PEG改性的PVDF的中质量的10％、20％、30％、40％、50％、70％。将改性的PVDF凝胶放在玻璃片上并暴露于大气中，并在设定的时间间隔内，通过在电子天平上称取凝胶的重量来研究吸附速率和吸附容量，来绘制不同二维范德华异质结含量的改性的PVDF凝胶的等温吸附曲线(见图3)。从改性的PVDF凝胶的等温吸附曲线可以得知，由于2D-Co/2D-Zn被均匀的分散在凝胶中，使得2D-Co/2D-Zn可以与大气中的水分子充分接触，因此凝胶表现出可持续和高容量吸湿的能力。当凝胶中异质结材料的含量足够大时，其在有限凝胶空间内并未得到均匀地分散，故其吸附能力大大降低，所以凝胶的吸水性随着异质结含量的增大呈现出先逐渐增大后有减小的趋势。

Claims (9)

1.一种湿度捕获凝胶，其特征在于，由改性PVDF凝胶与二维范德华异质结材料共混制备而成，所述的改性PVDF凝胶为聚乙二醇改性的PVDF凝胶；所述的二维范德华异质结材料包括二维MOFs纳米片Zn(NCS)2(C4N2H4)2和二维MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2；所述的二维范德华异质结材料与改性PVDF凝胶的质量比为0.01-2.5:3.7-5；所述的PVDF与聚乙二醇的质量比为3-4:0.7-1；所述的Zn(NCS)2(C4N2H4)2与Co(NCS)2(C4N2H4)2摩尔比为0.8-1.2:0.8-1.2；所述的改性PVDF凝胶通过以下方法制备：聚乙二醇溶于二甲基甲酰胺，待聚乙二醇完全溶解后，缓慢加入PVDF，搅拌直到完全溶解，脱泡。
2.根据权利要求1所述的湿度捕获凝胶，其特征在于，所述的聚乙二醇为聚乙二醇-6000，PVDF为PVDF-50000。
3.根据权利要求1所述的湿度捕获凝胶，其特征在于，所述的PVDF与聚乙二醇的质量比为3-4:0.8-0.9；所述的Zn(NCS)2(C4N2H4)2与Co(NCS)2(C4N2H4)2摩尔比为1:1。
4.一种如权利要求1所述的湿度捕获凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将二维MOFs纳米片Co(NCS)2(C4N2H4)2和Zn(NCS)2(C4N2H4)2按摩尔比0.8-1.2:0.8-1.2混合，分散在乙醇溶液中，搅拌，静置，离心除去沉淀，得到丁达尔溶液，旋蒸，真空干燥，得到二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co；
（2）聚乙二醇溶于二甲基甲酰胺，待聚乙二醇完全溶解后，缓慢加入PVDF，搅拌直到完全溶解，脱泡；
（3）将真空干燥后的二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co加入PVDF与二甲基甲酰胺的混合体系中在25℃，20kHz条件下超声60-90min，在80-90℃下连续搅拌12-24h，静置脱泡；将凝胶液冷却至室温，将凝胶液倒在洁净的方形模具中定形，得到湿度捕获凝胶。
5.根据权利要求4所述的湿度捕获凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的旋蒸温度为30-80℃。
6.根据权利要求4所述的湿度捕获凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，聚乙二醇与二甲基甲酰胺的比例为0.7-1g:25-30mL。
7.根据权利要求4所述的湿度捕获凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，加入二维范德华异质结材料2D-Zn/2D-Co的质量为0.01-2.5g。
8.根据权利要求4所述的湿度捕获凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）或步骤（2）中，所述超声的条件为20-60kHz条件下超声60-90min。
9.一种如权利要求1所述的湿度捕获凝胶在湿度检测及太阳能捕获水中的应用。
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