CN109261141A - 一种zif-8纳米晶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境吸附材料制备技术领域，公开了一种ZIF‑8纳米晶及其制备方法和应用。包括以下步骤：将六水合硝酸锌和2‑甲基咪唑分别溶于甲醇中，搅拌溶解后将两种溶液充分混合均匀，再在室温条件下静置晶化，得到乳白色乳浊液，然后经过离心、洗涤、干燥即得到ZIF‑8纳米晶。将本发明制得的ZIF‑8纳米晶分散于含阿莫西林目标污染物的水溶液中，pH值范围调节控制为5～10进行吸附。本发明操作工艺简便，对设备条件要求低，条件温和能耗低，重复性高，易于工业化生产，且对阿莫西林的吸附去除效率高达98.6％，在水污染处理方面有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于金属有机骨架配合物的制备领域，特别涉及一种ZIF-8纳米晶及其制备方法和应用。
背景技术
金属有机骨架(MOFs)是由金属离子或金属簇与有机配体通过配位自组装而形成的一类新型多孔晶体材料。与传统多孔材料相比，MOFs具有大的比表面积、高的孔隙率及结构多样性等优异特性，目前已广泛应用于气体存储分离、催化、光电、传感等领域。特别是在水体污染控制技术研究方面，MOFs在针对水体中的污染物(如抗生素、偶氮染料、杀虫剂等)去除领域展现出优异的吸附性能。但目前有研究发现部分MOFs对湿度、酸碱等环境条件极为敏感，会出现结构不稳定的现象，因此在实际应用中受到极大的限制。
类沸石咪唑框架(ZIF)具有沸石拓扑结构，是MOFs中具有代表性的一类配合物，由于金属离子和咪唑间的强相互作用，ZIF展示出优良的化学和热稳定性，其中沸石咪唑酯骨架ZIF-8的改良制备受到研究者们的广泛关注。专利CN103230777B公开了一种吸附材料ZIF-8的大量制备方法，其合成条件为以反应釜作为反应容器，以二甲基甲酰胺有机溶剂为反应介质，在140℃的高温下保持24h。专利CN107722046A公开了一种利用表面活性剂调控ZIF-8晶体形貌的方法，其以水作为反应溶剂，绿色环保，但反应过程仍需高达120℃的高温条件并维持12～36h，由此可获得晶型良好的ZIF-8晶体。此外也有研究者通过外加模板剂的方法来制备具有多级孔道结构的ZIF-8材料，如专利CN106905536A和专利CN107715843A分别在合成过程中加入了模板剂二乙胺和溴代十六烷。但是无论是溶剂热法还是水热法，都需要高温高压的特殊条件，而且合成周期长，难以应用于工业化扩大生产。
发明内容
为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种ZIF-8纳米晶。
本发明的另一目的为提供上述ZIF-8纳米晶的制备方法。
本发明的再一目的为提供上述ZIF-8纳米晶的应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种ZIF-8纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将六水合硝酸锌加入到甲醇中，搅拌使其溶解得到溶液A；
(2)将2-甲基咪唑加入到甲醇中，搅拌使其溶解得到溶液B；
(3)将溶液A倒入溶液B中，快速搅拌得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液静置0.5～2h后得到白色乳浊液，然后将白色乳浊液进行离心、洗涤、真空干燥，即制得所述ZIF-8纳米晶。
优选的，步骤(1)所述六水合硝酸锌在甲醇中的加入量为20～30g/L。
优选的，步骤(2)所述2-甲基咪唑在甲醇中的加入量为30～36g/L。
优选的，步骤(3)所述溶液A与溶液B的体积比为1:1。
优选的，步骤(1)和步骤(2)所述搅拌的时间为10～20min。
优选的，步骤(3)所述搅拌的时间为5～15min，所述的搅拌速率为700～1000r/min。
优选的，步骤(4)所述真空干燥的温度为60～80℃，真空干燥的时间为6～12h。
上述ZIF-8纳米晶的制备方法制备得到的ZIF-8纳米晶。
上述ZIF-8纳米晶在吸附去除水体中阿莫西林中的应用。
优选的，所述的应用包括如下步骤：在20～35℃下，按照0.3～0.7g/L的标准在阿莫西林溶液中投放所述的ZIF-8纳米晶，调节溶液的pH为5～10进行吸附，阿莫西林溶液的初始浓度≤100mg/L。
本发明针对ZIF-8合成条件苛刻，反应周期长等问题，提出一种在常温下快速合成ZIF-8纳米晶的制备方法及应用。该方法无需外加模板剂或表面活性剂，而且在室温条件下即可进行反应，在反应过程中通过静置这一操作降低晶体成核速度和生长速度，由此可获得晶体形貌良好和尺寸均一的ZIF-8纳米晶。所制得的ZIF-8纳米晶对阿莫西林具有优异的吸附去除性能。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明提供了一种在常温(22～30℃)下快速合成ZIF-8纳米晶的方法，原材料廉价易得，成本低，合成方法简单易操作。能合成得到晶体形貌良好且尺寸均一的纳米晶，重复性好。
(2)本发明制得的ZIF-8晶体为多面体结构，晶体尺寸约为30～40nm，合成过程无需高温高压条件以及外加任何模板剂或表面活性剂等。
(3)与商业多孔材料(活性炭和ZSM-5分子筛)相比，本发明制得的ZIF-8晶体能够快速吸附水体中的阿莫西林，且去除率高达98.6％，效果优异。
附图说明
图1是实施例1～3所制得的ZIF-8纳米晶和对比例制得的ZIF-8的XRD图。
图2是实施例2所制得的ZIF-8纳米晶和对比例制得的ZIF-8的SEM图。
图3是实施例3所制备的ZIF-8纳米晶和对比例所制备的ZIF-8的N2吸脱附等温线图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施不限于此，变化实施都包含在本发明的技术范围内。
以下实施例所指的室温为22～30℃。
实施例1
将2.5g六水合硝酸锌溶于85mL甲醇中，磁力搅拌15min完全溶解，得到溶液A；将2.75g 2-甲基咪唑溶于85mL甲醇中，磁力搅拌15min完全溶解，得到溶液B；将溶液A倒入溶液B中，700r/min磁力搅拌10min，得到混合液；将上述制得的混合液在室温下静置1h后得到白色乳浊液，然后将所得白色乳浊液进行离心、洗涤，60℃真空干燥12h，即制得所述的ZIF-8纳米晶。
实施例2
将1.5g六水合硝酸锌溶于60mL甲醇中，磁力搅拌10min完全溶解，得到溶液A；将2.1g 2-甲基咪唑溶于60mL甲醇中，磁力搅拌10min完全溶解，得到溶液B；将溶液A倒入溶液B中，800r/min磁力搅拌15min，得到混合液；将上述制得的混合液在室温下静置0.5h后得到白色乳浊液，然后将所得白色乳浊液进行离心、洗涤，60℃真空干燥6h，即制得所述的ZIF-8纳米晶。
实施例3
将2.9g六水合硝酸锌溶于135mL甲醇中，磁力搅拌15min完全溶解，得到溶液A；将4.8g 2-甲基咪唑溶于135mL甲醇中，磁力搅拌15min完全溶解，得到溶液B；将溶液A倒入溶液B中，1000r/min磁力搅拌15min，得到混合液；将上述制得的混合液在室温下静置2h后得到白色乳浊液，然后将所得白色乳浊液进行离心、洗涤，80℃真空干燥10h，即制得所述的ZIF-8纳米晶。
对比例
将2.9g六水合硝酸锌溶于135mL甲醇中，磁力搅拌15min完全溶解，得到溶液A；将4.8g 2-甲基咪唑溶于135mL甲醇中，磁力搅拌15min完全溶解，得到溶液B；将溶液A倒入溶液B中，1000r/min磁力搅拌15min，得到白色乳浊液，将该乳浊液进行离心分离、洗涤，80℃真空干燥10h，即制得ZIF-8。
本发明的实施例1～3所制得的ZIF-8纳米晶和对比例制得的ZIF-8，其表征结果和吸附水体中的阿莫西林性能如下：
(1)XRD表征
采用荷兰帕纳科公司生产的Empyrean锐影X射线衍射仪对本发明的实施例1～3所制得的ZIF-8纳米晶以及对比例制得的ZIF-8进行晶体结构表征，如图1所示，其中操作条件为：铜靶，40KV，40mA，步长0.0131度，扫描速度9.664秒/步。
从图1可以看出，在无表面活性剂或模板剂添加的条件下，实施例1～3所制得的ZIF-8纳米晶的衍生峰峰强且尖锐，表明所制得的ZIF-8纳米晶晶体结构良好。而对比例制得的ZIF-8可能由于反应过程中在前驱体混合后缺乏静置操作，不利于晶体成型，因而晶型相对稍差，所制得的ZIF-8的衍射峰峰强相对弱于实施例1～3所制得的ZIF-8纳米晶。
(2)SEM表征
采用MERLIN场发射扫描电子显微镜(Carl Zeiss公司，德国)对实施例2所制得的ZIF-8纳米晶和对比例所制备的ZIF-8的表面形貌进行表征。由图2可以看出，实施例2所制得的ZIF-8纳米晶呈多面体晶体结构，晶体形貌良好，且尺寸均一，晶体尺寸约30～40nm，而对比例所制备的ZIF-8的晶体形貌较差，颗粒尺寸约40～70nm.
(3)孔隙结构表征
应用ASAP 2020比表面积和孔隙分布结构测试仪对实施例3所制备的ZIF-8纳米晶和对比例所制备的ZIF-8的孔隙结构进行测试分析，测试结果如表1所示。同时，实施例3所制备的ZIF-8纳米晶和对比例所制备的ZIF-8的N2吸脱附等温线图如图3所示。
表1多孔材料孔隙结构参数
结合表1和图3可知，实施例3所制备的ZIF-8纳米晶和对比例所制备的ZIF-8均是以微孔结构为主的多孔晶体材料，但前者的比表面积远高于后者，较高的比表面积能够为污染物的去除提供更多的吸附活性位点。
(4)吸附性能结果分析
采用Waters高效液相色谱(HPLC)对吸附过程中阿莫西林浓度的变化进行测试分析。表2是实施例1～3所制得的ZIF-8纳米晶、对比例所制得的ZIF-8、活性炭(江苏瑞晨炭业科技有限公司，HXHJ-1)和ZSM-5分子筛(天津正源昊业华工科技有限公司)对阿莫西林的吸附效果数据。
表2阿莫西林吸附效果数据一览表
从表2中可以看出，在同等实验条件下(阿莫西林初始浓度为：60mg/L；溶液pH值：7.3，待测样品的投加量：0.6g/L；吸附时间：1h)，采用本发明所制得的ZIF-8纳米晶能够在短于商业活性炭以及ZSM-5分子筛一倍的时间内快速吸附去除水体中阿莫西林，且去除效果显著优于传统商业多孔材料(活性炭和ZSM-5分子筛)。与对比例制得的ZIF-8相比，本发明所制得的ZIF-8纳米晶表现出了对溶液中阿莫西林更快更优的去除效能，原因则可能归因于本发明所制得的ZIF-8纳米晶具有比对比例制得的ZIF-8更好的晶型以及更高的比表面积，高的比表面积能够提供更多的吸附活性位点，因此有利于本发明所制得的ZIF-8纳米晶对溶液中的阿莫西林的快速高效吸附去除。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种ZIF-8纳米晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将六水合硝酸锌加入到甲醇中，搅拌使其溶解得到溶液A；
(2)将2-甲基咪唑加入到甲醇中，搅拌使其溶解得到溶液B；
(3)将溶液A倒入溶液B中，搅拌得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液静置0.5～2h后得到白色乳浊液，然后将白色乳浊液进行离心、洗涤、真空干燥，即制得所述ZIF-8纳米晶。
2.根据权利要求1所述的ZIF-8纳米晶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述六水合硝酸锌在甲醇中的加入量为20～30g/L。
3.根据权利要求2所述的ZIF-8纳米晶的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述2-甲基咪唑在甲醇中的加入量为30～36g/L。
4.根据权利要求3所述的ZIF-8纳米晶的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述溶液A与溶液B的体积比为1:1。
5.根据权利要求1～4任一项所述的ZIF-8纳米晶的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述搅拌的时间为10～20min。
6.根据权利要求1～4任一项所述的ZIF-8纳米晶的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述搅拌的速率为700～1000r/min，搅拌的时间为5～15min。
7.根据权利要求1～4任一项所述的ZIF-8纳米晶的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述真空干燥的温度为60～80℃，真空干燥的时间为6～12h。
8.权利要求1～7任一项所述ZIF-8纳米晶的制备方法制备得到的ZIF-8纳米晶。
9.权利要求8所述的ZIF-8纳米晶在吸附去除水体中阿莫西林中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：在20～35℃下，按照0.3～0.7g/L的标准在阿莫西林溶液中投放所述的ZIF-8纳米晶，调节溶液的pH为5～10进行吸附，其中，阿莫西林溶液的初始浓度≤100mg/L。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111001390A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-14 | 华东理工大学 | 一种复合型金属有机吸附材料及其制备方法 |
| CN112516815A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-19 | 山东大学 | 一种柔性自支撑mof-go膜及其制备方法与其在离子分离和染料去除方面的应用 |
| CN112979979A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-18 | 云南省水利水电科学研究院 | 用于吸附去除水体中微污染汞的改性zif-8材料制备方法及应用 |
| CN113292735A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-24 | 南京工业大学 | 一种简单的中空zif-8材料的制备方法 |
| CN114307973A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 福州大学 | 一种后修饰zif-8材料的制备方法和应用 |
| CN114644334A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-21 | 北京工业大学 | 一种高效去除重金属污染物的多层氮掺碳材料的制备方法 |
| CN115873265A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-03-31 | 佛山市顺德区阿波罗环保器材有限公司 | 胺化改性的zif-8材料及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130197235A1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-01 | Georgia Tech Research Corporation | Hybrid Zeolitic Imidazolate Frameworks: Controlling Framework Porosity and Functionality by a Mixed-Ligand Synthetic Approach |
| CN104174388A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-12-03 | 复旦大学 | 一种金属有机框架复合材料及其制备方法 |
| CN104817577A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-05 | 广东工业大学 | 一种高效简便的不同形貌类沸石咪唑骨架zif-8晶体的制备方法及催化应用 |
| CN105951304A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-21 | 华南理工大学 | 一种zif-8/聚乙烯醇复合纳米纤维膜及其制备方法和应用 |
| CN106268650A (zh) * | 2016-08-15 | 2017-01-04 | 河南师范大学 | 一种ctmab@zif‑8复合吸附剂及其制备方法 |
| CN106674118A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-17 | 北京林业大学 | Zif‑8吸附材料的制备及用于孔雀石绿水溶液脱色的应用 |
| CN108031455A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-15 | 常州大学 | 一种中空多孔微球吸附剂的制备方法 |
-
2018
- 2018-09-06 CN CN201811036011.XA patent/CN109261141B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130197235A1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-01 | Georgia Tech Research Corporation | Hybrid Zeolitic Imidazolate Frameworks: Controlling Framework Porosity and Functionality by a Mixed-Ligand Synthetic Approach |
| CN104174388A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-12-03 | 复旦大学 | 一种金属有机框架复合材料及其制备方法 |
| CN104817577A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-05 | 广东工业大学 | 一种高效简便的不同形貌类沸石咪唑骨架zif-8晶体的制备方法及催化应用 |
| CN105951304A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-21 | 华南理工大学 | 一种zif-8/聚乙烯醇复合纳米纤维膜及其制备方法和应用 |
| CN106268650A (zh) * | 2016-08-15 | 2017-01-04 | 河南师范大学 | 一种ctmab@zif‑8复合吸附剂及其制备方法 |
| CN106674118A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-17 | 北京林业大学 | Zif‑8吸附材料的制备及用于孔雀石绿水溶液脱色的应用 |
| CN108031455A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-15 | 常州大学 | 一种中空多孔微球吸附剂的制备方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111001390A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-14 | 华东理工大学 | 一种复合型金属有机吸附材料及其制备方法 |
| CN112516815A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-19 | 山东大学 | 一种柔性自支撑mof-go膜及其制备方法与其在离子分离和染料去除方面的应用 |
| CN112979979A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-18 | 云南省水利水电科学研究院 | 用于吸附去除水体中微污染汞的改性zif-8材料制备方法及应用 |
| CN113292735A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-24 | 南京工业大学 | 一种简单的中空zif-8材料的制备方法 |
| CN114307973A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 福州大学 | 一种后修饰zif-8材料的制备方法和应用 |
| CN114644334A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-21 | 北京工业大学 | 一种高效去除重金属污染物的多层氮掺碳材料的制备方法 |
| CN114644334B (zh) * | 2022-03-21 | 2024-02-06 | 北京工业大学 | 一种高效去除重金属污染物的多层氮掺碳材料的制备方法 |
| CN115873265A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-03-31 | 佛山市顺德区阿波罗环保器材有限公司 | 胺化改性的zif-8材料及其制备方法 |
| CN115873265B (zh) * | 2022-12-30 | 2023-09-15 | 佛山市顺德区阿波罗环保器材有限公司 | 胺化改性的zif-8材料及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
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