[發(fā)明專利]一種基于調(diào)控ZIF-8薄膜暴露晶面比例的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810771292.7
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108892392B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田守勤;劉秋芬;吳森偉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C03C17/32
• 分類號: C03C17/32;C08G83/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發(fā)明公開了一種基于調(diào)控ZIF?8薄膜暴露晶面比例的方法，包含如下步驟：a、將Zn(OAc)₂·2H₂O和2?甲基咪唑混合溶解于溶劑中配制ZIF?8溶膠；b、薄膜襯底的清洗；c、ZIF?8溶膠在襯底上旋涂成膜；d、旋涂成膜后的樣品的熱處理。本發(fā)明制備的ZIF?8薄膜因反應(yīng)物（金屬離子與咪唑配體）的摩爾比不同會呈現(xiàn)不同的暴露晶面比例從而吸附、分離和光催化等性能也會有所不同，可根據(jù)實(shí)際需要自由選取比例制備；且制備ZIF?8薄膜的操作方法簡單，設(shè)備要求低，成本低，制備出來的ZIF?8薄膜的穩(wěn)定性和重復(fù)性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜暴露晶面比例調(diào)控領(lǐng)域，具體涉及不同反應(yīng)原料的比例對ZIF-8暴露晶面比例的簡單調(diào)控方法。

背景技術(shù)

沸石咪唑骨架化合物(ZIFs)是金屬有機(jī)骨架化合物(MOFs)的一個子類，該類化合物是由四面體金屬結(jié)點(diǎn)和咪唑連接劑組成。ZIF-8材料是ZIFs中的一種具有廣泛應(yīng)用前景的材料之一。ZIF-8是由Zn²⁺金屬離子和2-甲基咪唑(2-MeIm)鍵合物為原料，具有方納石拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，與其它ZIFs和MOFs相比，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并已用于多種分離、吸附和光催化等的應(yīng)用研究。

ZIF-8材料的制備一般在室溫下通過鋅源溶液、2-甲基咪唑配體溶液不同比例相互充分混合并靜置一段時(shí)間，然后經(jīng)過3-5次高速離心洗滌過程，烘干后即可得到ZIF-8粉體，然后進(jìn)行各種方面的研究。

目前已有不少研究ZIF-8材料的，但更多的是關(guān)注的是ZIF-8粉體的研究，目前還未見有關(guān)于ZIF-8薄膜暴露晶面比例調(diào)控的一種簡單方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種簡單的關(guān)于ZIF-8薄膜暴露晶面比例調(diào)控的方法，采用該方法可以制備出穩(wěn)定性和重復(fù)性較好的不同暴露晶面比例的ZIF-8薄膜。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于調(diào)控ZIF-8薄膜暴露晶面比例的方法，包含如下步驟：

a、將Zn(OAc)₂·2H₂O和2-甲基咪唑混合溶解于溶劑中配制ZIF-8溶膠；

b、薄膜襯底的清洗；

c、ZIF-8溶膠在襯底上旋涂成膜；

d、旋涂成膜后的樣品的熱處理。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，本發(fā)明提供的基于調(diào)控ZIF-8薄膜暴露晶面比例的方法進(jìn)一步包括下列技術(shù)特征的部分或全部：

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，步驟a中所述Zn(OAc)₂·2H₂O和2-甲基咪唑的摩爾比為1:6~20；所述2-甲基咪唑和溶劑的比例為0.025摩爾：10~25ml。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，步驟a中所述溶劑選自甲醇。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，步驟a中所述ZIF-8溶膠的具體配置過程為，將Zn(OAc)₂·2H₂O和2-甲基咪唑與溶劑混合，室溫?cái)嚢柚辽?4h，得到均勻的白色懸濁液，即ZIF-8溶膠。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，步驟b中所述的薄膜襯底為FTO導(dǎo)電玻璃，即F摻雜的SnO₂導(dǎo)電玻璃；所述清洗過程為先用洗潔精手洗襯底，接著依次采用洗潔精溶液、二用酒精、去離子水以及新酒精超聲清洗，每次超聲時(shí)間為40-60min。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟c所述的旋涂成膜方法如下，將步驟b清洗后的襯底置于旋涂儀平臺上，采用滴管滴加的方式將ZIF-8溶膠均勻涂覆在襯底上，利用旋涂儀的離心力均勻鍍膜。