本發(fā)明涉及新材料制備，具體涉及一種基于電子束輻照輔助室溫合成缺陷zifs的方法。

背景技術(shù)：

1、避免mofs結(jié)構(gòu)破壞的情況下，在金屬有機(jī)骨架材料(metal–organic?framework，mofs)中引入缺陷結(jié)構(gòu)已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。利用缺陷工程對(duì)mofs進(jìn)行處理可使mofs具有更多的活性位點(diǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)寬其應(yīng)用范圍。缺陷mofs常用的合成方法包括改變合成條件、引入調(diào)節(jié)劑、熱活化、合成后酸堿處理和金屬節(jié)點(diǎn)取代等方式。zr基mofs因具有金屬配位數(shù)較高、配位環(huán)境較為穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于缺陷mofs的研究。但由于zr基mofs的合成條件復(fù)雜、成本較高，因此探討其它缺陷mofs合成及應(yīng)用具有重要意義。zifs作為一類典型的微孔mofs，具有比表面積高、孔結(jié)構(gòu)可調(diào)以及合成簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但以咪唑?yàn)榕潴w的zifs在進(jìn)行缺陷的引入時(shí)由于金屬與配體配位穩(wěn)定性較差，常規(guī)方法會(huì)受到一定的局限性，因此十分有必要尋找溫和且綠色的方法構(gòu)筑缺陷zifs。

2、電子束(electron?beam，eb)輻照作為一種獨(dú)特的能量輸入源，因具有高能量、高穿透力、處理速度快以及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)常用于合成或改性各種功能材料。電子束輻照能夠引發(fā)輻照缺陷、電離、激發(fā)及交聯(lián)等多種理化效應(yīng)，大多數(shù)功能材料在高能射線輻照下，其表面微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，且通過(guò)調(diào)控束流密度、輻照劑量及時(shí)間等，使材料在特定條件下展現(xiàn)出最佳性能。然而目前尚無(wú)電子束輻照輔助合成缺陷zifs的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)電子束輻照對(duì)zifs進(jìn)行改性制備缺陷zifs的新方法，工藝簡(jiǎn)單無(wú)污染，為zifs新材料的制備提供一種新途徑。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電子束輻照輔助室溫合成缺陷zifs的方法，包含如下步驟：

3、(1)將乙酸鹽類物質(zhì)加入到超純水中，溶解后制成溶液?。?/p>

4、(2)將咪唑類物質(zhì)加入到超純水中，溶解后制成溶液ⅱ；

5、(3)將溶液ⅰ逐滴加入到溶液ⅱ中并攪拌均勻，反應(yīng)至完全后得到白色混合物，離心所得白色混合物，并將白色沉淀分別用超純水和甲醇進(jìn)行清洗，清洗后進(jìn)行干燥；

6、(4)將干燥后的產(chǎn)物通過(guò)電子束eb輻照，即得缺陷zifs。

7、優(yōu)選地，上述方法中的乙酸鹽類物質(zhì)，其中的鹽為二價(jià)金屬鐵、銅、鋅、鈷中的至少一種。

8、優(yōu)選地，上述的咪唑類物質(zhì)包含2-甲基咪唑或1-辛基-3-甲基咪唑，其中，乙酸鹽類物質(zhì)和咪唑類物質(zhì)的摩爾比為1：9～14。

9、優(yōu)選地，上述步驟(3)中的攪拌，其速率為450rpm；其中的反應(yīng)為反應(yīng)24h；其中的清洗為至少清洗兩次；其中的干燥為在60℃真空烘箱進(jìn)行干燥。

10、優(yōu)選地，上述的eb輻照，其輻照劑量為10～200kgy。

11、本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

12、本發(fā)明首次公開(kāi)了一種利用eb輻照輔助合成缺陷zifs的新方法，可以通過(guò)調(diào)控輻射劑量，可控地合成具有不同程度的缺陷zifs。

13、本發(fā)明利用有別于傳統(tǒng)的合成方法具有工藝簡(jiǎn)單、節(jié)約能源及無(wú)環(huán)境污染的eb輻照，在室溫下即可完成快速高效地對(duì)zifs內(nèi)部及材料表面進(jìn)行改性，zifs在接受電子束輻照過(guò)程中自身的化學(xué)鍵會(huì)發(fā)生一定程度的斷裂或裂解，最終增加zifs缺陷程度。該方法合成的缺陷zifs晶體形貌、缺陷程度、表面官能團(tuán)均可通過(guò)調(diào)控輻照劑量來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法操作簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染，便于大規(guī)模生產(chǎn)，普適性強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.一種電子束輻照輔助室溫合成缺陷zifs的方法，其特征在于，包含如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的乙酸鹽類物質(zhì)，其中的鹽為二價(jià)金屬鐵、銅、鋅、鈷中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的咪唑類物質(zhì)包含2-甲基咪唑或1-辛基-3-甲基咪唑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙酸鹽類物質(zhì)和咪唑類物質(zhì)的摩爾比為1：9～14。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的攪拌，其速率為450rpm；其中的反應(yīng)為反應(yīng)24h；其中的清洗為至少清洗兩次；其中的干燥為在60℃真空烘箱進(jìn)行干燥。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的eb輻照，其輻照劑量為10～200kgy。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種通過(guò)電子束輻照輔助室溫合成缺陷ZIFs的方法，包含如下步驟：(1)將乙酸鹽類物質(zhì)加入到超純水中，溶解后制成溶液Ⅰ；(2)將咪唑類物質(zhì)加入到超純水中，溶解后制成溶液Ⅱ；(3)將溶液Ⅰ逐滴加入到溶液Ⅱ中并攪拌均勻，反應(yīng)至完全后得到白色混合物，將白色混合物進(jìn)行離心，將離心得到的白色沉淀分別用超純水和甲醇進(jìn)行清洗，清洗后進(jìn)行干燥；(4)將干燥后的產(chǎn)物通過(guò)電子束EB輻照，即得缺陷ZIFs。本發(fā)明提供的方法在室溫下即可實(shí)現(xiàn)缺陷ZIFs的合成，并能通過(guò)輻照劑量調(diào)整缺陷ZIFs晶體形貌、缺陷程度、表面官能團(tuán)等特征，為缺陷ZIFs的工業(yè)化生產(chǎn)提供一種方法參考。

技術(shù)研發(fā)人員：張哲,李曼妮,鹿穎,牛輝哲,劉佳祥,王金興,趙玉真
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西京學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10