1. 研究目的与意义
金属有机骨架材料(metal-organicframeworks,mofs)是由金属离子与有机配体通过自组装而成的具有多孔结构的特殊晶体材料,具有规整的孔道结构,大的比表面积,可调变的表面化学性质等特征,在气体存储、吸附和分离、光电磁材料和催化等方面表现出了广阔的应用前景。然而,mofs材料自身较差的热稳定性和化学稳定性限制了它的应用。类沸石咪挫酷骨架材料(zeoliticimidazolateframeworks,zifs)是mofs材料的一种,它是由过渡金属原子(zn/co)与咪挫或咪挫衍生物连接而生成的一类新型的、具有沸石拓扑结构的纳米多孔材料。zifs不仅具有上述mofs材料的优点,而且同mofs材料相比,其具有更优良的热和水热稳定性。zifs因其所具有的独特孔道结构、高的热稳定性、表面积及表面酸碱性能等特点,在作为非均相催化剂和催化剂载体方面显示出一定潜在的优越性。目前,研究工作者主要研究了新型zifs的合成以及其在气体吸附、分离、储氢等方面的应用,在催化方面的研究报道较少。
zif-8含有丰富的氨基和羟基,壳聚糖源于天然来源。它已被用于制造混合动力车复合材料,纳米材料,离子交换膜和混合基质膜。壳聚糖也采取了行动作为合成b-orientedorientation-directing矩阵ts-1电影。壳聚糖溶于酸性水溶液,当它遇到碱性溶液时壳聚糖溶液就会变成聚合物水凝胶。独特的沸石立方体薄的单个水晶壳,一种无形的核心生长在壳聚糖水凝胶。
综上所述，研究的目的在于使zif-8/壳聚糖更好地应用于催化领域。
2. 国内外研究现状分析
1756年,瑞典矿物学家Cronstedt最早发现了天然微孔的硅银酸盐,即天然沸石。然而直到1948年,以Barter为首的化学家在水热体系中才成功合成出了X型、A型、Y型等沸石。随后,人们成功合成了L型、Q型、丝光沸石、ZSM-5等沸石分子蹄。传统沸石分子筛的基本结构单元为A104四面体和Si04四面体,通过共用氧桥连接形成了四元环、六元环、八元环、十二环等不同封闭的环状结构,这些环状结构在空间上组成了多种形状的规则多面体,即沸石笼。沸石的表达式为:Mx/n[(A102)x(Si02)y]zH20,式子中M代表金属阳离子,n代表价位数,x代表AIO2分子数,y代表Si02分子数,Z代表水分子数。不同桂锅比沸石的热稳定性能和催化性能通常会有所不同。到目前为止,具有独特骨架结构的沸石分子蹄已达200多种。
近年来,沸石分子蹄作为主要的离子交换材料、催化材料和吸附分离材料在石油化工及精细化工中得以应用。随着人们对沸石分子蹄性能要求的不断提高,科研工作者利用无机金属离子和热稳定性好的有机配体组装成了新型的金属有机骨架结构材料金属有机骨架材料(MOFs)是近年来材料领域研究的热点之一,它是由过渡金属离子和含氧、氮等的多齿有机配体组合形成的具有沸石拓扑结构的骨架材料这类材料还有以下几种名称:金属有机化合物,配位聚合物,金属有机网络,有机-无机杂化材料等。金属有机骨架材料这个名称在学术界被广泛应用,本文中简称MOFS。MOFs材料的构筑模式与传统的多孔材料有所不同,它通过具有几何构型的配体控制网格的结构,利用无机金属离子与有机桥联单元组装成可预测的纳米多孔材料。早在20世纪90年代,科研工作者合成出了第一代MOFs材料,但其热稳定性和孔隙率不高,当移除客体分子时,材料骨架容易塌陷。因此,科学家开始研究新型的阴离子、阳离子以及中性的配位体形成的配位聚合物。目前,已经合成出了种类多样的金属有机骨架材料。由于合成材料的不同,MOFs可以分为IRMOFs、ZIFs、MILs、PCP、PCN等几大系列。作为新一代多孔材料,MOFs具有大的比表面积和孔体积、结构可调控性以及种类的多样性等特点,可广泛用在气体吸附、分离、电磁材料、光电催化、分子识别等领域。
3. 研究的基本内容与计划
1、zif-8/壳聚糖的合成
2、对合成物进行碳化
3、对碳化后的产品进行表征及分析（xrd,ftir,氮气吸脱附，sem)
4. 研究创新点
用混合法快速合成ZIF-8/壳聚糖
