金属有机框架吸附材料的制备及表征
2021-04-06尤晓夏张晓康赵海东
卢 珍,尤晓夏,张晓康,秦 君,赵海东
(山西大同大学化学与化工学院,山西大同 037009)
金属有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)是近些年在配位化学领域中发展较快的材料,它是由有机配体和金属离子或离子簇通过配位键自组装形成的有机-无机杂化材料[1-2]。
MOFs 材料具有独特的性能优势,例如孔径尺寸可调控、孔道表面可修饰、超低密度、超高比表面积及超高的孔隙率等,使这类材料被广泛应用在多个领域,如气体的吸附和存储[3]、分离技术[4]、化学传感[5]、纳米流体[6]、催化反应[7]、吸附技术[8]和能量储存[9]等。MOFs 与传统的多孔材料(如活性炭、沸石、硅铝酸盐等)相比较,不仅具有结构多孔和比表面积较大的特点,其孔道结构还可以进行调控和修饰,使其有望成为一种新型的吸附剂。
我们采用溶剂热合成方法,分别制备出Cu(BDC)和ZIF-8,并对产物进行高温煅烧处理,采用SEM 和XRD 等测试手段对煅烧前后材料的形貌和组织结构进行表征,研究制备条件对产物的影响,以期开发新型高效吸附剂。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
原材料:硝酸铜(99.8%)、硝酸锌(99.8%)购自北成都时科龙化工厂,2-甲基咪唑(99.8%)、甲醇(99.5%)、对苯二甲酸(99.0%)、N,N-二甲基甲酰胺(99.5%)购自天津市化学试剂公司。
实验设备及测试仪器:高压反应釜(郑州博科仪器设备有限公司);扫描电子显微镜(捷克TESCAN MAIA 公司LMH 型);X-射线衍射仪(布鲁克BRUKER D8 ADVANCE);高温燃烧管式炉SRJK-2-13(上海科恒实业发展有限公司)。
1.2 制备方法
1.2.1 Cu(BDC)的制备
称量982.4 mg(1.6 mmol)三水合硝酸铜于烧杯中,加入12 mL甲醇,超声5 min使溶质充分溶解。继续称量358.9 mg(6.4 mmol)对苯二甲酸,量取20 mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解对苯二甲酸,超声5 min使溶质充分溶解。……
