固相法合成ZIF-8的表征和催化性能研究

以二甲基咪唑为有机配体,ZnO为Zn源,采用固相法制备了系列沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8(S),并用XRD、FTIR、N_2吸附、SEM等手段进行了表征。主要考察了固相法制备ZIF-8的合成条件,并与常规溶剂法合成的ZIF-8(MeOH)进行了比较研究。结果表明,采用固相法可成功制备出高结晶度纯相的ZIF-8,且所制备的ZIF-8(S)与在甲醇体系中合成的ZIF-8(MeOH)相比,结晶度高,晶体粒度大,但由于其较小的外表面积,在丙二腈与苯甲醛的Knoevenagel缩合反应中的催化活性相对较低,对简单高效、环境友好的固相合成法制备ZIF-8的性能与应用研究具有重要意义。     

ZIF-8微纳晶体的控制合成

以二水合乙酸锌为锌源,2-甲基咪唑为有机侨联配体,通过水热法快速合成沸石咪唑酯骨架化合物ZIF-8,采用XRD、SEM等表征手段表明该材料具有高结晶度,且形貌规整、尺寸均一。研究了不同锌源和Zn~(2+)/2-甲基咪唑的不同物质的量比条件下ZIF-8的结构和形貌的变化规律,深入探究其影响机理,对合成可控形貌的ZIF材料具有重大意义。     

球磨法制备Ni/ZIF-8复合材料及储氢性能

采用球磨法制备了Ni~(2+)/ZIF-8,通过液相还原法还原Ni~(2+)制备出Ni/ZIF-8复合材料。通过XRD、SEM、BET、电化学工作站对所得ZIF-8、Ni/ZIF-8的结构、形貌、比表面积及储氢性能进行探究。结果表明,该法制备的Ni/ZIF-8复合材料结晶度较好、晶体结构较完整,负载量为0.6 mol/L的复合材料储氢性能最佳,氢扩散系数为-0.98×10~(-7) cm/s,比负载前提高了32%。     

基于反相微乳液法ZIF-8纳米晶体的制备及表征

以CTAB为表面活性剂、正丁醇为助表面活性剂、正辛烷为油相,通过反相微乳液法制备了纳米级ZIF-8晶体。研究了H_2O/CTAB摩尔比、2Ml/Zn~(2+)摩尔比和合成时间对制备ZIF-8晶体形貌及尺寸大小的影响。结果表明,在H_2O/CTAB摩尔比为30、2Ml/Zn~(2+)摩尔比为4、反应时间为1 h条件下,所制得的ZIF-8晶体形貌规则呈球状,结晶度高,粒径大小均一,约为100 nm;并随着2Ml/Zn~(2+)摩尔比由3.5增加为8时,ZIF-8晶体尺寸逐渐降低,由120 nm下降为50 nm;此外,ZIF-8纳米晶体尺寸及形貌不随反应时间的延长而发生明显变化。     

金属有机骨架材料固定化酶催化去除水中2,4-二氯苯酚

本文通过从头合成法在室温水相的温和条件下,实现了固定化辣根过氧化物酶HRP@ZIF-8的绿色合成。HRP@ZIF-8的晶体规则、结晶度高,HRP的包埋没有影响ZIF-8的结晶过程,且比表面积相对于ZIF-8降低了7.81%。HRP@ZIF-8中HRP的负载率为1.3 wt%,HRP包埋率可达到59.5%。基于ZIF-8框架的保护作用,HRP@ZIF-8表现出了较强的热稳定性,对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)催化去除效率在反应30 min时最高可达游离HRP的2.1倍。     

ZIF衍生碳基Ru-Co双金属催化剂的高效无COx制氢性能

采用常温溶剂热法合成沸石型咪唑盐骨架材料ZIF-67和ZIF-8,并控制钴锌摩尔比合成ZIF-67@ZIF-8,得到以高石墨化碳为核,氮掺杂碳为壳的纳米多孔杂化碳材料。以氨分解制氢为反应模型,通过XRD与TEM对结构进行表征。研究表明,由于ZIF材料的核壳特性,Ru-CS-Co/CN(1)在性能测试中测得活化能(Ea)为45.91 kJ/mol,分解率为92.61%。相比于单金属钌催化剂,多孔碳负载Ru-Co双金属催化剂在较低温度区(425～500℃)的氨分解性能提高,能大幅降低活化能与反应温度。     

ZIF-8的制备及其在药物特征响应释放中的应用研究（0892退后重投）

以硝酸锌和2-甲基咪唑为原料,采用溶剂法合成了ZIF-8纳米微粒,考察了反应溶剂、反应温度和反应时间等因素对其产率、结构和性能的影响。并以合成的ZIF-8纳米微粒作为药物载体,研究了其对抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)的载药及酸响应释放性能。结果表明,溶剂的质子化能力对ZIF-8微粒的结构和形貌有明显影响,以质子化能力适中的甲醇作反应溶剂可获得粒径大小均一、形貌规整的微粒;以甲醇为溶剂,在硝酸锌和2-甲基咪唑的物质的量比为1∶4、25℃下反应24h时,ZIF-8产率可达36%;浊度检测表明,以反应48h的浊度为基准,反应3 h时,反应进程达到80%。合成的ZIF-8微粒均具有良好的热稳定性,但呈现明显酸不稳定性。制备的ZIF-8纳米微粒载药效率最高可达19.73%,体外溶出实验表明,DOX@ZIF-8在酸性环境中释放效率明显快于在中性环境中的释放效率,呈现出优异的酸响应释放性能。     

ZIF-8的制备及其在药物特征响应释放中的应用

以硝酸锌和2-甲基咪唑为原料,采用溶剂法合成了ZIF-8纳米微粒,考察了反应溶剂、反应温度和反应时间等因素对其产率、结构和性能的影响。并以合成的ZIF-8纳米微粒作为药物载体,研究了其对抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)的载药及酸响应释放性能。结果表明,溶剂的质子化能力对ZIF-8微粒的结构和形貌有明显影响,以质子化能力适中的甲醇作反应溶剂可获得粒径大小均一、形貌规整的微粒;以甲醇为溶剂,在硝酸锌和2-甲基咪唑的物质的量比为1∶4、25℃下反应24h时,ZIF-8产率可达36%;浊度检测表明,以反应48h的浊度为基准,反应3 h时,反应进程达到80%。合成的ZIF-8微粒均具有良好的热稳定性,但呈现明显酸不稳定性。制备的ZIF-8纳米微粒载药效率最高可达19.73%,体外溶出实验表明,DOX@ZIF-8在酸性环境中释放效率明显快于在中性环境中的释放效率,呈现出优异的酸响应释放性能。     

杂化配体ZIF-8-90的合成、表征及吸附正己烷性能研究

以2-甲基咪唑和咪唑-2-甲醛为配体采用溶剂热法合成了杂化配体的ZIF-8-90材料;采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附、核磁共振(NMR)、热重-差热分析(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征;研究了正己烷在所合成杂化配体ZIF-8-90材料上的吸附性能。结果表明,合成的ZIF-8-90样品具有规整的正十二面体晶体结构,晶体尺寸在5μm左右,具有0.65～0.75 nm的微孔和3.2 nm的介孔,BET比表面积为1 210 m~2/g,微孔体积0.60 cm~3/g。在298 K下,其对正己烷的气相饱和吸附量为275 mg/g,动态饱和吸附量为229.4 mg/g。     

固体氧化物燃料电池阴极材料La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.7)Co_(0.2)Cu_(0.1)O_(3-δ)的制备与性能

采用溶胶-凝胶法、固相法、共沉淀法制备La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.7)Co_(0.2)Cu_(0.1)O_(3-δ)(LSFCC)阴极材料,通过热重-差热分析(TG-DTA)、热膨胀系数(TEC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、直流四探针法对材料的结构与性能进行研究。XRD结果表明:不同方法制备的LSFCC均为单一的钙钛矿结构,并且与电解质SDC在煅烧的过程中未发生反应,具有良好的化学稳定性。溶胶-凝胶法制备的阴极粉体粒径最小、颗粒大小均匀、结晶度高。在空气气氛下采用流四电极法测试了阴极材料LSFCC的电导率,研究结果表明:在测试温度400~800℃条件下,溶胶-凝胶法与共沉淀法合成阴极材料LSFCC的导电机制为小极化子导电理论,而固相法制得的LSFCC电导率随着测试温度的升高先增大后减小,表现出类金属导电机理。最大电导率为溶胶-凝胶法制得的LSFCC,在800℃达到了691.71 S/cm。热膨胀系数研究表明:不同方法制备的LSFCC阴极样品与电解质SDC相匹配。