ZIF-67的制备与应用研究文献综述

 2022-12-28 10:35:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

1 选题目的及意义

金属-有机骨架配合物(Metal-Organic Frameworks,MOFs)通常是指金属离子、金属簇等与含氮或者氧的有机配体通过自组装的过程而形成的网状骨架结构的晶体材料。

类沸石咪唑酯骨架化合物(Zeolitic Imidazolate Frameworks,ZIFs) 是一种新型的MOFs材料,ZIFs是将咪唑环上的 N 原子络合到二价过渡金属离子上而形成的一种具有沸石拓扑结构的多孔晶体材料,通过调变配体或配体间的相互作用就可以形成不同结构的 ZIFs。

ZIFs 材料不仅展现出了无机沸石的高稳定性, 还可以通过调节金属离子与有机配体获得不同的结构和功能;其不仅展现出了 MOFs 材料的优点,而且弥补MOFs材料的缺点,在热稳定性(达到 550°C)和化学稳定性(耐热碱和有机溶剂等)方面与MOFs 材料相比有了很大的提升。正因为 ZIFs 材料所具有的多种优异性能, 使其在气体储存(高效捕获和储存 CO2)、气体分离、催化和药物传输等许多领域有着广泛的应用。随着 ZIFs 材料的不断发展,应用领域的逐渐增加,这种新型的拓扑结构材料已引起国内外许多研究小组高度重视,成为备受关注的热点材料[1]。

2 研究内容

本实验通过查阅文献资料,确定ZIF-67可行的合成路线和方法。通过筛选出合适的合成方法,并对合成条件进行优化,并利用PXRD、TEM、SEM等方法对合成的样品进行结构和稳定性表征。同时制备得到的ZIF-67(Co) 将应用于异长叶烯的催化氧化反应中,空气为氧化剂,分别以溶剂、催化剂、负载量、反应温度和反应时间等为变量探究对该反应的影响,反应产物用气相色谱进行检验,获得最佳反应条件[2]。

3 文献综述

3.1 ZIF-67合成方法

目前,类沸石咪唑酯骨架材料主要有以下几种合成方法,即溶剂热合成法、胶体化学合成法、热合成法、液相扩散合成法、超声合成法、微波合成法等,其中探索在不同溶剂中室温合成ZIFs是目前的研究趋势。

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