[發明專利]一種ZIF-8納米晶及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811036011.X
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109261141B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 程建華;楊草;張繼勇;周心慧
• 申請（專利權）人: 華南協同創新研究院
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/22;C02F1/28;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發明屬于環境吸附材料制備技術領域，公開了一種ZIF?8納米晶及其制備方法和應用。包括以下步驟：將六水合硝酸鋅和2?甲基咪唑分別溶于甲醇中，攪拌溶解后將兩種溶液充分混合均勻，再在室溫條件下靜置晶化，得到乳白色乳濁液，然后經過離心、洗滌、干燥即得到ZIF?8納米晶。將本發明制得的ZIF?8納米晶分散于含阿莫西林目標污染物的水溶液中，pH值范圍調節控制為5～10進行吸附。本發明操作工藝簡便，對設備條件要求低，條件溫和能耗低，重復性高，易于工業化生產，且對阿莫西林的吸附去除效率高達98.6％，在水污染處理方面有較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于金屬有機骨架配合物的制備領域，特別涉及一種ZIF-8納米晶及其制備方法和應用。

背景技術

金屬有機骨架(MOFs)是由金屬離子或金屬簇與有機配體通過配位自組裝而形成的一類新型多孔晶體材料。與傳統多孔材料相比，MOFs具有大的比表面積、高的孔隙率及結構多樣性等優異特性，目前已廣泛應用于氣體存儲分離、催化、光電、傳感等領域。特別是在水體污染控制技術研究方面，MOFs在針對水體中的污染物(如抗生素、偶氮染料、殺蟲劑等)去除領域展現出優異的吸附性能。但目前有研究發現部分MOFs對濕度、酸堿等環境條件極為敏感，會出現結構不穩定的現象，因此在實際應用中受到極大的限制。

類沸石咪唑框架(ZIF)具有沸石拓撲結構，是MOFs中具有代表性的一類配合物，由于金屬離子和咪唑間的強相互作用，ZIF展示出優良的化學和熱穩定性，其中沸石咪唑酯骨架ZIF-8的改良制備受到研究者們的廣泛關注。專利CN103230777B公開了一種吸附材料ZIF-8的大量制備方法，其合成條件為以反應釜作為反應容器，以二甲基甲酰胺有機溶劑為反應介質，在140℃的高溫下保持24h。專利CN107722046A公開了一種利用表面活性劑調控ZIF-8晶體形貌的方法，其以水作為反應溶劑，綠色環保，但反應過程仍需高達120℃的高溫條件并維持12～36h，由此可獲得晶型良好的ZIF-8晶體。此外也有研究者通過外加模板劑的方法來制備具有多級孔道結構的ZIF-8材料，如專利CN106905536A和專利CN107715843A分別在合成過程中加入了模板劑二乙胺和溴代十六烷。但是無論是溶劑熱法還是水熱法，都需要高溫高壓的特殊條件，而且合成周期長，難以應用于工業化擴大生產。

發明內容

為了解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種ZIF-8納米晶。

本發明的另一目的為提供上述ZIF-8納米晶的制備方法。

本發明的再一目的為提供上述ZIF-8納米晶的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種ZIF-8納米晶的制備方法，包括以下步驟：

(1)將六水合硝酸鋅加入到甲醇中，攪拌使其溶解得到溶液A；

(2)將2-甲基咪唑加入到甲醇中，攪拌使其溶解得到溶液B；

(3)將溶液A倒入溶液B中，快速攪拌得到混合液；

(4)將步驟(3)制得的混合液靜置0.5～2h后得到白色乳濁液，然后將白色乳濁液進行離心、洗滌、真空干燥，即制得所述ZIF-8納米晶。

優選的，步驟(1)所述六水合硝酸鋅在甲醇中的加入量為20～30g/L。

優選的，步驟(2)所述2-甲基咪唑在甲醇中的加入量為30～36g/L。

優選的，步驟(3)所述溶液A與溶液B的體積比為1:1。

優選的，步驟(1)和步驟(2)所述攪拌的時間為10～20min。

優選的，步驟(3)所述攪拌的時間為5～15min，所述的攪拌速率為700～1000r/min。