微納米孔性配位聚合物的制備及性質(zhì).pdf

1、孔性配位聚合物(Porous Coordination Polymers, PCPs)又稱作金屬有機(jī)骨架化合物(Metal-Organic Frameworks，MOFs)，是一類由有機(jī)配體與金屬離子自組裝形成的新型功能材料。沸石咪唑酯骨架化合物(Zeolitic Imidazolate Frameworks，ZIFs)是一類新型的MOFs，ZIFs結(jié)合了MOFs和沸石分子篩兩種材料的優(yōu)點(diǎn):良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及可調(diào)控的結(jié)構(gòu)。這些優(yōu)良

2、的性質(zhì)使得ZIFs在多孔材料領(lǐng)域中顯示出良好的應(yīng)用前景。
　　本文選用Zn(OAc)2·2H2O和2-甲基咪唑(Hmim)作為反應(yīng)物，利用水熱法、微波加熱法成功獲得沸石咪唑酯骨架化合物ZIF-8，并對產(chǎn)物進(jìn)行了PXRD、SEM、FTIR、TGA和N2吸附表征。
　　以Zn(OAc)2·2H2O和Hmim為原料，在水熱條件下改變Hmim∶Zn2+的摩爾比、金屬鹽陰離子的種類以及水熱反應(yīng)的時間等條件探討對產(chǎn)物ZIF-8尺寸和形貌

3、的影響。通過對產(chǎn)物PXRD和SEM圖片分析可知，只有當(dāng)Hmim∶Zn2+的摩爾比大于等于10時才能得到純的ZIF-8，產(chǎn)物形貌均一，呈現(xiàn)菱形十二面體和六面體形狀。硝酸鋅、溴化鋅、高氯酸鋅作金屬源獲得的產(chǎn)物結(jié)晶度略差，樣品形貌不規(guī)則，團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重;而硫酸鋅、氯化鋅和醋酸鋅作金屬源得到的產(chǎn)物結(jié)晶度較好，樣品均呈現(xiàn)菱形十二面體和六面體規(guī)則形貌。此外，文中對水熱反應(yīng)時間做了探討，發(fā)現(xiàn)增加反應(yīng)時間后金屬鹽合成ZIF-8的反應(yīng)由動力學(xué)控制反應(yīng)轉(zhuǎn)變到

4、熱力學(xué)控制反應(yīng)，從而可以通過水熱法反應(yīng)控制反應(yīng)的產(chǎn)物。
　　本文還采用微波加熱法快速得到ZIF-8納米晶體，通過改變表面活性劑種類、表面活性劑的量、及微波照射時間來探究它們對合成樣品尺寸和形貌的影響。當(dāng)表面活性劑的種類和表面活性劑量不同時，樣品形貌和尺寸大小發(fā)生微小的變化。微波照射1 min就可以得到產(chǎn)物ZIF-8。產(chǎn)物的BET比表面積高達(dá)1599 m2 g-1。非離子三嵌段共聚物P123/F127在一定濃度水溶液中可以形成膠束，