类沸石咪唑骨架ZIF-8合成及性能研究概述
摘要：ZIF-8作为金属有机骨架材料中的一种典型代表，以其优异性能在近年来逐渐被广泛应用于各领域中的各方面。本文简要概述ZIF-8的制备及影响因素，着重介绍了ZIF-8在各领域中的一些应用，其中较多介绍了ZIF-8衍生多孔碳材料的应用方向。
关键词： ZIF-8 制备 性能研究 多孔碳
ZIF-8概述
金属有机骨架材料（（Metal-organic frameworks，简称MOFs）是一类新型功能材料，也被称为多孔配位聚合物（PCPs），是由金属离子或金属离子簇与多功能有机配体经过配位作用形成的多孔材料[1] [2]。MOFs以其优异的物理、化学性能，比表面积较大，结构规整，高孔隙率，孔径可调等特点被广泛应用于多种领域。
类沸石咪唑骨架材料（zeolitic imidazolate frameworks，简称ZIFs）是其中一种以Zn或Co为金属源，咪唑或咪唑衍生物为有机配体在溶剂中反应生成的具有沸石骨架结构的金属有机骨架材料（MOFs）。
ZIF-8是ZlFs材料的典型代表，由金属原子Zn2 为配位中心以及2-甲基咪唑为配体构成最基本单元，化学式为[Zn(Melm)2]（Melm=2-甲基咪唑）[3]。ZIF-8有规则的孔道结构（孔径0.34 nm，笼径11.6 nm），较好的水热及较好的化学稳定性，同时，有较大的比表面积（比表面积高达1800 m2·g-1）和孔容，易分散且对小分子吸附性更好。加上ZIF-8具有原材料易于得到、成本低廉、合成简单快速、易于功能化等特点，成为目前研究最为广泛的ZIFs材料，被广泛应用于各种领域。ZIF-8结构示意图如图1所示。
图1 ZIF-8结构示意图
2. ZIF-8制备
六水合硝酸锌（即Zn(NO3)2·6H2O）与2-甲基咪唑分别溶解于无水甲醇中，待其完全溶解后将二者快速混合并在室温下剧烈搅拌，得到混合溶液。所得的乳浊液用离心分离法分离后用无水甲醇洗涤3次，洗涤结束后进行干燥处理，获得白色固体粉末，即为ZIF-8固体粉末。
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