[发明专利]一种沸石咪唑类金属有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种沸石咪唑类金属有机框架材料ZIF‑F，它是由下述方法制备的：1）二水合醋酸锌溶于水中，得锌源溶液；2）2‑甲基咪唑溶于水中，得2‑甲基咪唑溶液；3）在搅拌下，将2‑甲基咪唑溶液加入至锌源溶液中，室温下持续搅拌20~30h；8000~15000rpm离心8~12min，弃上清液，洗涤，在70~80℃下干燥10~15h，得沸石咪唑类金属有机框架材料ZIF‑F；本发明制备过程以水为溶剂，不涉及酸碱溶液的使用；制备的材料原料廉价易得，合成工艺简单，反应条件温和，产率高，重复性好等特点；呈现蝴蝶状且分散均匀，孔径平均4 nm，热稳定性、溶剂稳定性良好。

技术领域

本发明属于新材料技术领域,具体涉及一种沸石咪唑类金属有机框架材料及其制备方法及应用。

背景技术

金属-有机骨架（Metal-organic frameworks, MOFs）是一类将有机配体和金属离子通过自组装形成的具有三维重复网络结构的新型多孔材料。与传统的无机多孔材料相比，MOFs材料具有较大的比表面积，结构多样性，可调节的孔径以及可变的功能基团，已有MOFs材料已经应用于氢气存储、药物运载、催化反应、生物传感器、气体吸附与分离等方面。

其中，具有硅铝分子筛结构的沸石咪唑框架材料（Zeoliticimidazolateframeworks，ZIFs）因性质稳定，比表面积大，合成简易等特点成为“明星MOFs”，引起研究者的广泛关注，如其在气体吸附及分离方面有着突出的表现。现有常用ZIFs，如ZIF-8、ZIF-7、ZIF-90等存在比表面积小或分散性差或孔径小的缺陷。因此，开发合成具有优异性能的ZIFs材料，丰富MOFs材料的种类具有重要意义。

发明内容

本发明目的是为解决现有ZIFs材料比表面积小、分散性差或孔径小的问题，而提供一种沸石咪唑类金属有机框架材料及其制备方法。

一种沸石咪唑类金属有机框架材料ZIF-F，它是由下述方法制备的：

1）二水合醋酸锌溶于水中，得锌源溶液；

2）2-甲基咪唑溶于水中，得2-甲基咪唑溶液；

3）在搅拌下，将2-甲基咪唑溶液加入至锌源溶液中，室温下持续搅拌20~30h；8000~15000rpm离心8~12min，弃上清液，洗涤，在70~80℃下干燥10~15h，得沸石咪唑类金属有机框架材料ZIF-F；

所述的二水合醋酸锌中的锌离子与2-甲基咪唑中的咪唑的摩尔比为1:4；

步骤3）所述的洗涤，是用水洗2~3次，再用甲醇离心洗涤1~2次；

步骤3）所述的在70~75℃下干燥10~15h。

所述的一种沸石咪唑类金属有机框架材料ZIF-F在吸附色素方面的应用。

本发明提供了一种沸石咪唑类金属有机框架材料ZIF-F，它是由下述方法制备的：1）二水合醋酸锌溶于水中，得锌源溶液；2）2-甲基咪唑溶于水中，得2-甲基咪唑溶液；3）在搅拌下，将2-甲基咪唑溶液加入至锌源溶液中，室温下持续搅拌20~30h；8000~15000rpm离心8~12min，弃上清液，洗涤，在70~80℃下干燥10~15h，得沸石咪唑类金属有机框架材料ZIF-F；本发明制备过程以水为溶剂，不涉及酸碱溶液的使用；制备的材料原料廉价易得，合成工艺简单，反应条件温和，产率高，重复性好等特点；呈现蝴蝶状且分散均匀，孔径平均4nm，热稳定性、溶剂稳定性良好。

附图说明

图1 本发明合成的ZIF-F材料的SEM；

图2 本发明合成的ZIF-F材料的XRD；

图3 本发明合成的ZIF-F材料的TG；

图4 本发明合成的ZIF-F材料的孔径分析；