CN113354830B - 一种均一尺寸zif-8金属有机骨架材料的合成方法及其应用 - Google Patents

一种均一尺寸zif-8金属有机骨架材料的合成方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种均一尺寸ZIF‑8金属有机骨架材料的合成方法，包括：S1：取六水硝酸锌、二甲基咪唑和无水乙醇搅拌混合得到六水硝酸锌10X原液、二甲基咪唑10X原液；S2：取六水硝酸锌10X原液、二甲基咪唑10X原液和无水乙醇高温连续搅拌混合得到六水硝酸锌工作液、二甲基咪唑工作液；S3ZIF‑8配制：取400ul二甲基咪唑工作液加入到EP管内，再加入100ul无水甲醇，震荡混匀10s后加入500ul六水硝酸锌工作液，再震荡混匀10s，室温静止24h，离心三次，去除上清液得到沉淀，再用无水甲醇洗涤沉淀后将沉淀冻干保存。本发明还公开了一种ZIF‑8在混合基质膜中的应用，本发明的合成方法制备的ZIF‑8结晶度高，形貌尺寸均一，分散性良好，且工艺流程简洁高效。

Description

一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法及其应用
技术领域
本发明涉及晶体材料合成技术领域，具体是涉及一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法及其应用。
背景技术
沸石咪唑酯骨架结构(Zeolitic Imidazolate Frameworks，ZIFs)材料是一种金属有机骨架材料，在近些年受到了广泛的研究，其通过四配位的过渡金属(如Co、Zn)与咪唑类配体(如2-甲基咪唑、苯并咪唑)相连形成具有类沸石结构的四面体配位聚合物，其中，ZIF-8是ZIFs材料中最具有代表性的一种，具有较高的比表面积，较好的化学稳定性和热稳定性。
关于ZIF-8的合成方法目前有很多种，最为常见的是采用水热合成法和溶剂挥发法。专利CN106883179A公开了一种合成沸石咪唑类金属有机框架ZIF-8的方法，首先将硝酸锌和2-甲基咪唑分别溶于溶剂中，然后加热一定量底液(去离子水或有机溶剂)，将硝酸锌溶液和2-甲基咪唑溶液并流滴加至底液中反应得到ZIF-8晶体，并流滴加速度为5～50mL/min，反应时Zn2+与2-甲基咪唑的摩尔比为1:4～4:1，底液温度80℃～130℃，反应温度为80℃～180℃，搅拌速度为40～400r/min，反应时间8～28小时，控制反应过程pH值为4.5～5.5，该发明减少了试剂的消耗，对设备要求宽松，操作简单，能经济有效地合成ZIF-8晶体，合成的ZIF-8晶体粒度均一，比表面积较高，热稳定性较好。但需要高温晶化处理使其工序变得复杂，在高温碳化后会使所得碳材料的比表面积发生较大损失，制备的ZIF-8模板的晶型较差。
因此，需要提供一种具有均一尺寸的ZIF-8金属有机骨架材料，能够达到大规模工业化生产的要求。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法及其应用。
本发明的技术方案是：
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，包括以下步骤：
S1 10X原液配制：取六水硝酸锌和质量浓度90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌5-10min，再加入90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到六水硝酸锌10X原液，取二甲基咪唑和90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌5-10min，再加入90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到二甲基咪唑10X原液；
S2工作液配制：取六水硝酸锌10X原液和无水乙醇高温连续搅拌混合得到六水硝酸锌工作液，取二甲基咪唑10X原液和无水乙醇高温连续搅拌混合得到二甲基咪唑工作液；
S3 ZIF-8配制：取400ul二甲基咪唑工作液加入到1.5ml EP管内，再加入100ul无水甲醇，震荡混匀10s后加入500ul六水硝酸锌工作液，再震荡混匀10s，室温静止24h，离心三次，去除上清液得到沉淀，再用无水甲醇洗涤沉淀后将沉淀冻干保存，在扫描电子显微镜下观察冻干的材料形貌特征。
进一步地，所述步骤S1中六水硝酸锌的质量为1.45-1.5g，超声波频率为40kHz，超声低速顺时针搅拌时加入的90％乙醇的体积为10ml，高速逆时针搅拌时加入的90％乙醇的体积为10ml，搅拌速度低速为30rpm，高速为120rpm，通过合理配比使10X原液更加均匀，反应后的晶貌尺寸更加均一。
进一步地，所述步骤S1中二甲基咪唑的质量为0.5-0.55g，超声波频率为28kHz，超声低速顺时针搅拌时加入的90％乙醇的体积为5ml，高速逆时针搅拌时加入的90％乙醇的体积为15ml，搅拌速度低速为30rpm，高速为120rpm，通过合理配比使10X原液更加均匀，反应后的晶貌尺寸更加均一。
进一步地，所述步骤S2中六水硝酸锌10X原液和无水乙醇的体积比为1:9，二甲基咪唑10X原液和无水乙醇的体积比为1:9，通过分步将原液和工作液区分，减少了试剂的消耗，提高了材料利用率，有利于反应的进行。
进一步地，所述步骤S2中六水硝酸锌10X原液和无水乙醇的反应温度为85-95℃，反应时间为4-8h，并控制反应过程中pH值为5.5-6，二甲基咪唑10X原液和无水乙醇的反应温度为65-75℃，反应时间为8-12h，并控制反应过程中pH值为4.5-5.5，通过对温度以及pH值的调整使反应速度达到最快。
进一步地，所述步骤S3中离心时每次的转速为10000rpm，每次离心3min，能够达到去除上清夜的目的即可。
进一步地，所述步骤S3中冻干的具体步骤为：
S3-1预冷冻：将无水甲醇洗涤后的沉淀含水率控制在5-6％，放入冻干机中由0℃以15-20℃/h的降温速度降温至-50--60℃，保温1h；
S3-2温差冷冻：将冻干机内部温度上升至以30℃/h的升温速度上升至-15℃，保温1h，再以25℃/h的降温速度降温至-40℃，随后以10℃/h的升温速度上升至0℃，得到温差冷冻后的沉淀物；
S3-3真空干燥：将温差冷冻后的沉淀物取出放入抽真空装置中，将温度控制在15℃保温1h，随后抽真空至0.1Pa，同时以5℃/h的升温速度上升至25℃，保温保持真空度2h，得到冻干的ZIF-8。通过此步骤制备的ZIF-8冻干能够直接投入使用。
任意一项所述方法制备得到的一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料在混合基质膜中的应用：
制备混合基质膜的方法为：
S4-1：将1重量份的冻干ZIF-8粉末和8重量份的无水甲醇混合，在50℃条件下搅拌，同时加入2重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷反应8h，随后使用二氯甲烷洗涤三次后烘干；
S4-2：将尿素水溶液置于石墨坩埚，在350±50℃条件下蒸发反应，得到固体颗粒，再将固体颗粒分散在超纯水DI H2O中，超声处理5h，得到质量浓度为10％的石墨相氮化碳g-C3N4；
S4-3：将3重量份步骤S4-1中得到的产物加入到2重量份步骤S4-2中得到的产物中，在150-180℃条件下混合搅拌2h，得到ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合胶体；
S4-4：将ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合胶体均匀涂覆在多孔高分子超滤膜表面，干燥12-24h，得到ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合基质膜。
进一步地，所述多孔高分子超滤膜为聚丙烯腈超滤膜、聚醚砜超滤膜和聚酰亚胺超滤膜中的一种，原材料较容易得到，且性质比较稳定，便于规模化生产。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法所制备得到的ZIF-8结晶度高，形貌尺寸均一，分散性良好，性质稳定，且对于反应条件要求不高，工艺流程简洁高效，通过分步将原液和工作液区分，减少了试剂的消耗，提高了材料利用率，有利于反应的进行，具有良好的发展前景。
(2)本发明的ZIF-8金属有机骨架材料可应用在混合基质膜中，强化混合基质膜对分子传递的筛分作用，提高混合基质膜的分离性能，且原材料广泛节约了成本，膜稳定性高，可应用于不同领域，尤其是在石油化工领域中在膜分离CO2/CH4混合气体中的应用。
附图说明
图1是本发明实施例2所制备的ZIF-8扫描电子显微镜SEM图；
图2是本发明实施例4所制备的ZIF-8扫描电子显微镜SEM图。
具体实施方式
实施例1
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，包括以下步骤：
S1 10X原液配制：取1.45g六水硝酸锌和10ml质量浓度90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌5min，超声波频率为40kHz，再加入10ml 90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到六水硝酸锌10X原液，取0.5g二甲基咪唑和5ml 90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌5min，超声波频率为28kHz，再加入15ml 90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到二甲基咪唑10X原液，搅拌速度低速为30rpm，高速为120rpm；
S2工作液配制：取2ml六水硝酸锌10X原液和18ml无水乙醇在85℃高温下连续搅拌混合得到六水硝酸锌工作液，反应时间为8h，并控制反应过程中pH值为5.5，取2ml二甲基咪唑10X原液和18ml无水乙醇在65℃高温下连续搅拌混合得到二甲基咪唑工作液，反应时间为12h，并控制反应过程中pH值为4.5；
S3 ZIF-8配制：取400ul二甲基咪唑工作液加入到1.5ml EP管内，再加入100ul无水甲醇，震荡混匀10s后加入500ul六水硝酸锌工作液，再震荡混匀10s，室温静止24h，离心三次，每次的转速为10000rpm，每次离心3min，去除上清液得到沉淀，再用无水甲醇洗涤沉淀后将沉淀冻干保存，在扫描电子显微镜下观察冻干的材料形貌特征。
冻干的具体步骤为：
S3-1预冷冻：将无水甲醇洗涤后的沉淀含水率控制在5％，放入冻干机中由0℃以15℃/h的降温速度降温至-50℃，保温1h；
S3-2温差冷冻：将冻干机内部温度上升至以30℃/h的升温速度上升至-15℃，保温1h，再以25℃/h的降温速度降温至-40℃，随后以10℃/h的升温速度上升至0℃，得到温差冷冻后的沉淀物；
S3-3真空干燥：将温差冷冻后的沉淀物取出放入抽真空装置中，将温度控制在15℃保温1h，随后抽真空至0.1Pa，同时以5℃/h的升温速度上升至25℃，保温保持真空度2h，得到冻干的ZIF-8。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：步骤S1中10X原液配制的原材料配比参数不同。
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，包括以下步骤：
S1 10X原液配制：取1.4877g六水硝酸锌和10ml质量浓度90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌8min，再加入10nl 90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到六水硝酸锌10X原液，取0.5134g二甲基咪唑和5ml 90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌8min，再加入15ml 90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到二甲基咪唑10X原液，搅拌速度低速为30rpm，高速为120rpm；
S2工作液配制：取2ml六水硝酸锌10X原液和18ml无水乙醇在85℃高温下连续搅拌混合得到六水硝酸锌工作液，反应时间为8h，并控制反应过程中pH值为5.5，取2ml二甲基咪唑10X原液和18ml无水乙醇在65℃高温下连续搅拌混合得到二甲基咪唑工作液，反应时间为12h，并控制反应过程中pH值为4.5；
S3 ZIF-8配制：取400ul二甲基咪唑工作液加入到1.5ml EP管内，再加入100ul无水甲醇，震荡混匀10s后加入500ul六水硝酸锌工作液，再震荡混匀10s，室温静止24h，离心三次，每次的转速为10000rpm，每次离心3min，去除上清液得到沉淀，再用无水甲醇洗涤沉淀后将沉淀冻干保存，在扫描电子显微镜下观察冻干的材料形貌特征，冻干的材料形貌特征在扫描电子显微镜下观察的尺寸为200-270nm。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：步骤S1中10X原液配制的原材料配比参数不同。
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，包括以下步骤：
S1 10X原液配制：取1.5g六水硝酸锌和10ml质量浓度90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌10min，再加入10ml 90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到六水硝酸锌10X原液，取0.55g二甲基咪唑和5ml 90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌10min，再加入15ml 90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到二甲基咪唑10X原液，搅拌速度低速为30rpm，高速为120rpm；
实施例4
本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：步骤S2中工作液配制的反应参数不同。
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，包括以下步骤：
S1 10X原液配制：取1.4877g六水硝酸锌和质量浓度90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌8min，再加入90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到六水硝酸锌10X原液，取0.5134g二甲基咪唑和90％乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌8min，再加入90％乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到二甲基咪唑10X原液，搅拌速度低速为30rpm，高速为120rpm；
S2工作液配制：取2ml六水硝酸锌10X原液和18ml无水乙醇在90℃高温下连续搅拌混合得到六水硝酸锌工作液，反应时间为6h，并控制反应过程中pH值为5.8，取2ml二甲基咪唑10X原液和18ml无水乙醇在70℃高温下连续搅拌混合得到二甲基咪唑工作液，反应时间为10h，并控制反应过程中pH值为5；
S3 ZIF-8配制：取400ul二甲基咪唑工作液加入到1.5ml EP管内，再加入100ul无水甲醇，震荡混匀10s后加入500ul六水硝酸锌工作液，再震荡混匀10s，室温静止24h，离心三次，每次的转速为10000rpm，每次离心3min，去除上清液得到沉淀，再用无水甲醇洗涤沉淀后将沉淀冻干保存，在扫描电子显微镜下观察冻干的材料形貌特征，冻干的材料形貌特征在扫描电子显微镜下观察的尺寸为220-300nm。
实施例5
本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：步骤S1、S2中的反应参数不同。
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，包括以下步骤：
S1 10X原液配制：取1.4877g六水硝酸锌和20ml质量浓度90％乙醇溶液混合并搅拌15min得到六水硝酸锌10X原液，取0.5134g二甲基咪唑和20ml 90％乙醇溶液混合并搅拌15min得到二甲基咪唑10X原液；
S2工作液配制：取2ml六水硝酸锌10X原液和18ml无水乙醇在95℃高温下连续搅拌混合得到六水硝酸锌工作液，反应时间为4h，并控制反应过程中pH值为6，取2ml二甲基咪唑10X原液和18ml无水乙醇在75℃高温下连续搅拌混合得到二甲基咪唑工作液，反应时间为8h，并控制反应过程中pH值为5.5；
实施例6
本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：步骤S3中冻干处理的具体参数不同。
S3-1预冷冻：将无水甲醇洗涤后的沉淀含水率控制在5.5％，放入冻干机中由0℃以16℃/h的降温速度降温至-55℃，保温1h；
S3-2温差冷冻：将冻干机内部温度上升至以30℃/h的升温速度上升至-15℃，保温1h，再以25℃/h的降温速度降温至-40℃，随后以10℃/h的升温速度上升至0℃，得到温差冷冻后的沉淀物；
S3-3真空干燥：将温差冷冻后的沉淀物取出放入抽真空装置中，将温度控制在15℃保温1h，随后抽真空至0.1Pa，同时以5℃/h的升温速度上升至25℃，保温保持真空度2h，得到冻干的ZIF-8。
实施例7
本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：步骤S3中冻干处理的具体参数不同。
S3-1预冷冻：将无水甲醇洗涤后的沉淀含水率控制在6％，放入冻干机中由0℃以20℃/h的降温速度降温至-60℃，保温1h；
S3-2温差冷冻：将冻干机内部温度上升至以30℃/h的升温速度上升至-15℃，保温1h，再以25℃/h的降温速度降温至-40℃，随后以10℃/h的升温速度上升至0℃，得到温差冷冻后的沉淀物；
S3-3真空干燥：将温差冷冻后的沉淀物取出放入抽真空装置中，将温度控制在15℃保温1h，随后抽真空至0.1Pa，同时以5℃/h的升温速度上升至25℃，保温保持真空度2h，得到冻干的ZIF-8。
实施例8
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料在混合基质膜中的应用：
制备混合基质膜的方法为：
S4-1：将实施例2中制备得到1重量份的冻干ZIF-8粉末和8重量份的无水甲醇混合，在50℃条件下搅拌，同时加入2重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷反应8h，随后使用二氯甲烷洗涤三次后烘干；
S4-2：将尿素水溶液置于石墨坩埚，在300℃条件下蒸发反应，得到固体颗粒，再将固体颗粒分散在超纯水DI H2O中，超声处理5h，得到质量浓度为10％的石墨相氮化碳g-C3N4；
S4-3：将3重量份步骤S4-1中得到的产物加入到2重量份步骤S4-2中得到的产物中，在150℃条件下混合搅拌2h，得到ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合胶体；
S4-4：将ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合胶体均匀涂覆在聚丙烯腈超滤膜表面，干燥12h，得到ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合基质膜。
实施例9
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料在混合基质膜中的应用：
制备混合基质膜的方法为：
S4-1：将实施例2中制备得到的1重量份的冻干ZIF-8粉末和8重量份的无水甲醇混合，在50℃条件下搅拌，同时加入2重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷反应8h，随后使用二氯甲烷洗涤三次后烘干；
S4-2：将尿素水溶液置于石墨坩埚，在350℃条件下蒸发反应，得到固体颗粒，再将固体颗粒分散在超纯水DI H2O中，超声处理5h，得到质量浓度为10％的石墨相氮化碳g-C3N4；
S4-3：将3重量份步骤S4-1中得到的产物加入到2重量份步骤S4-2中得到的产物中，在160℃条件下混合搅拌2h，得到ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合胶体；
S4-4：将ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合胶体均匀涂覆在聚醚砜超滤膜表面，干燥18h，得到ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合基质膜。
实施例10
一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料在混合基质膜中的应用：
制备混合基质膜的方法为：
S4-1：将实施例2中制备得到的1重量份的冻干ZIF-8粉末和8重量份的无水甲醇混合，在50℃条件下搅拌，同时加入2重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷反应8h，随后使用二氯甲烷洗涤三次后烘干；
S4-2：将尿素水溶液置于石墨坩埚，在400℃条件下蒸发反应，得到固体颗粒，再将固体颗粒分散在超纯水DI H2O中，超声处理5h，得到质量浓度为10％的石墨相氮化碳g-C3N4；
S4-3：将3重量份步骤S4-1中得到的产物加入到2重量份步骤S4-2中得到的产物中，在180℃条件下混合搅拌2h，得到ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合胶体；
S4-4：将ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合胶体均匀涂覆在聚酰亚胺超滤膜表面，干燥24h，得到ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合基质膜。
实验例
对实施例2、4、5中制得的的ZIF-8以及常规方法制得的ZIF-8进行N2吸附/脱附测试，测试结果如下：
Figure BDA0003128666560000111
可以看出，实施例2、4、5中的ZIF-8性能参数均优于对比例中的ZIF-8性能参数，因此通过本发明中的合成方法制备得到的ZIF-8能够有效地降低平均孔径，均一性、分散性更好；而对比实施例2、4和5可以看出，使用本发明方法中步骤S1中的10X原液制备方法与未使用本发明S1中10X原液制备方法相比最后得到的ZIF-8性能参数略有提高，其中10X原液的制备步骤的改变是主要因素，这是因为使用了超声搅拌能够使溶液中溶质分散更均匀，且通过低速和高速、顺时针和逆时针相配合能够达到最优的搅拌效果，所制得的ZIF-8均一性也就更好。
对实施例2、6、7中的冻干效果进行测试，其中3组实施例中制备得到的ZIF-8冻干粉末质量、含水以及杂质含量均达到使用标准，在空气中持久稳定，在水溶液和强碱溶液中保持稳定，热分解温度大于400℃，其中，实施例7中的冻干处理参数最优。
对实施例8、9、10中的ZIF-8/石墨相氮化碳g-C3N4混合基质膜分离性能进行测试，测试结果如下：
Figure BDA0003128666560000112
Figure BDA0003128666560000121
可以看出，实施例8-10均能够保持较高的CO2/CH4混合气体分离因子，CO2/CH4选择性较好，其中，实施例9中的试验方法参数所制得的混合基质膜CO2通量最优。

Claims (6)

1.一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1 10X原液配制：取六水硝酸锌和质量浓度90%乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌5-10min，再加入90%乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到六水硝酸锌10X原液，取二甲基咪唑和90%乙醇溶液混合并超声低速顺时针搅拌5-10min，再加入90%乙醇溶液混合高速逆时针搅拌15min得到二甲基咪唑10X原液；
S2 工作液配制：取六水硝酸锌10X原液和无水乙醇高温连续搅拌混合得到六水硝酸锌工作液，取二甲基咪唑10X原液和无水乙醇高温连续搅拌混合得到二甲基咪唑工作液；
六水硝酸锌10X原液和无水乙醇的反应温度为85-95 ℃，反应时间为4-8h，并控制反应过程中pH值为5.5-6，二甲基咪唑10X原液和无水乙醇的反应温度为65-75 ℃，反应时间为8-12h，并控制反应过程中pH值为4.5-5.5；
S3 ZIF-8配制：取400 ul二甲基咪唑工作液加入到1.5 ml EP管内，再加入100 ul无水甲醇，震荡混匀10s后加入500 ul六水硝酸锌工作液，再震荡混匀10 s，室温静止24 h，离心三次，去除上清液得到沉淀，再用无水甲醇洗涤沉淀后将沉淀冻干保存，在扫描电子显微镜下观察冻干的材料形貌特征。
2.根据权利要求1所述的一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法及其应用，其特征在于，所述步骤S1中六水硝酸锌的质量为1.45-1.5 g，超声波频率为40kHz，超声低速顺时针搅拌时加入的90%乙醇的体积为10 ml，高速逆时针搅拌时加入的90%乙醇的体积为10 ml，搅拌速度低速为30rpm，高速为120rpm。
3.根据权利要求1所述的一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法及其应用，其特征在于，所述步骤S1中二甲基咪唑的质量为0.5-0.55 g，超声波频率为28kHz，超声低速顺时针搅拌时加入的90%乙醇的体积为5 ml，高速逆时针搅拌时加入的90%乙醇的体积为15 ml，搅拌速度低速为30rpm，高速为120rpm。
4.根据权利要求1所述的一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法及其应用，其特征在于，所述步骤S2中六水硝酸锌10X原液和无水乙醇的体积比为1:9，二甲基咪唑10X原液和无水乙醇的体积比为1:9。
5.根据权利要求1所述的一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，其特征在于，所述步骤S3中离心时每次的转速为10000 rpm，每次离心3 min。
6.根据权利要求1所述的一种均一尺寸ZIF-8金属有机骨架材料的合成方法，其特征在于，所述步骤S3中冻干的具体步骤为：
S3-1 预冷冻：将无水甲醇洗涤后的沉淀含水率控制在5-6 %，放入冻干机中由0 ℃以15-20 ℃/h的降温速度降温至-50- -60 ℃，保温1 h；
S3-2 温差冷冻：将冻干机内部温度上升至以30 ℃/h的升温速度上升至-15 ℃，保温1h，再以25 ℃/h的降温速度降温至-40 ℃，随后以10 ℃/h的升温速度上升至0 ℃，得到温差冷冻后的沉淀物；
S3-3 真空干燥：将温差冷冻后的沉淀物取出放入抽真空装置中，将温度控制在15 ℃保温1 h，随后抽真空至0.1 Pa，同时以5 ℃/h的升温速度上升至25 ℃，保温保持真空度2h，得到冻干的ZIF-8。
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