Page 118 - 《精细化工》2023年第3期
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·574·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

            （C 2 H 5 OH，质量分数为 95%）、乙二醇（EG，                     品以 450 r/min 搅拌 12 h 后备用。上述基于 ZIF-8(145)
            质量分数为 99%），上海麦克林生化科技股份有限                           合成的多孔液体，记为 ZIF-8-PLs(145)。同样地，
            公司；氨水（NH 3 •H 2 O，分析纯）和六水合硝酸锌                      基于粒径 ZIF-8(43)和 ZIF-8(1400)制备的多孔液体，
            〔Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O，分析纯〕，国药集团化学试剂有                分别称为 ZIF-8-PLs(43)和 ZIF-8-PLs(1400)。ZIF-8-
            限公司；CO 2 （体积分数≥99.99%）和 N 2 （体积分                   PLs(5%~20%)代表不同 ZIF-8(145)质量分数（5%、
            数≥99.99%），北京市华元气体化工有限公司。                           10%、15%、20%）多孔液体。
            1.2   不同粒径 ZIF-8 的制备                               1.4   表征与性能测试
                 粒径 43 nm ZIF-8 的合成：通过分离成核-生长                      利用 Ultima-Ⅳ-185 型 X 射线衍射仪（XRD，
            法合成 ZIF-8(43)  [20] ，此法可对 MOFs 粒径进行有效              日本理学株式会社）分析 ZIF-8 材料的晶体结构及
            调控。先将 5.578 g（18.75 mmol）Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O       物相信息，放射源为 Cu K α （λ=0.15406 nm），扫描
            溶于 150 mL 甲醇，超声 10 min 后形成金属盐甲醇                    范围为 5°~60°，扫描步长为 0.02 (°)/min，工作电压
            溶液；然后将 6.160 g（75 mmol）2-甲基咪唑溶于                    为 40 kV，工作电流为 40 mA。
            150 mL 甲醇，超声 10 min 形成 2-甲基咪唑甲醇溶                       利用 JEM-2010 型 高分辨 透射 电子显 微 镜
            液；先取 4 mL 金属盐甲醇溶液加入 2-甲基咪唑甲                        （HRTEM，日本电子株式会社）表征 ZIF-8 材料的
            醇溶液中，超声 10 min 后再加入剩余金属盐甲醇溶                        形貌和粒径。HRTEM 样品的制备过程为：将少量
            液，超声 10 min 后置于 35  ℃恒温箱中静置 12 h；                  ZIF-8 材料置于甲醇中，超声分散 30 min；用毛细
            以 8000 r/min 离心上述混合溶液，用甲醇充分洗涤，                     玻璃管取适量上层悬浮液滴加到铜网碳膜上，在
            在 60  ℃真空干燥箱中干燥 12 h 后得到约 0.9 g 白色                 室温下，过夜干燥后上机观察。利用软件 Nano
            粉末 ZIF-8(43)。                                      measure 对不同区域的样品进行粒径统计，通过统
                 粒径 145 nm ZIF-8 的合成：根据之前 LAN 等         [20]   计 100 个以上的 ZIF-8 颗粒，得到 ZIF-8 材料的粒
            的报道，先将 5.578 g（18.75 mmol）Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O      径分布情况。
            溶于 150 mL 甲醇，超声 10 min 后形成金属盐甲醇                        利用 JSM-7401F 型扫描电子显微镜（SEM，日
            溶液；然后将 6.160 g（75 mmol）2-甲基咪唑溶于                    本电子株式会社）表征 ZIF-8 材料的微观形貌。操
            150 mL 甲醇，超声 10 min 形成 2-甲基咪唑甲醇溶                   作条件为：扫描模式为低位二次电子（LEI）模式，
            液；将金属盐甲醇溶液快速倒入 2-甲基咪唑甲醇溶                           工作电流为 20  μA，电子加速电压为 5.0 kV。SEM
            液，超声 10 min 后置于 35  ℃恒温箱中静置 12 h；                  样品的制备过程为：在 SEM 专用样品台上粘贴适当
            以 8000 r/min 离心上述混合溶液，用甲醇充分洗涤，                     尺寸的导电胶，用牙签蘸取少量样品并涂抹在导电
            在 60  ℃真空干燥箱中干燥 12 h 后得到约 1.5 g 白色                 胶的适当位置，然后用洗耳球吹掉多余的样品；最
            粉末 ZIF-8(145)。                                     后对样品进行喷金处理，以提高样品的导电性。
                 粒径 1400 nm ZIF-8 的合成：利用氨水辅助法合成                    利用 ASAP 2460 型氮气物理吸附仪（BET，美
            ZIF-8(1400) [21] 。先将 0.594 g（2 mmol）Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O  国麦克仪器公司）分析 ZIF-8 材料的比表面积及孔
            加入到 10.5 mL 去离子水中；然后将 0.328 g（4 mmol）              道结构等。样品测试前，在室温下进行脱气处理
            2-甲基咪唑溶解在氨水（64 mmol）中；将两种溶液                        10 h，在 77 K 下得到 N 2 吸附-脱附曲线。利用 BET
                                        2+
            分别超声 5 min，然后以 n(Zn )∶n(2-甲基咪唑)∶                   方法计算材料的比表面积，利用 BJH 方法计算材料
            n(NH 3 •H 2 O)∶n(H 2 O)= 1∶2∶32∶372 的比例混合，         的孔径和孔体积。
            将上述混合溶液进一步超声处理 10 min 后，以转速                            利用 TGA/DSC/1600HT 热分析仪（TGA，瑞士
            8000 r/min 离心收集样品，并用去离子水洗涤直到                       梅特勒-托利多公司）测试 ZIF-8 材料的质量保留率
            上清液的 pH 为 7。然后用无水乙醇洗涤 3 次以去除                       随温度变化情况，进而分析 ZIF-8 材料的热稳定性。
            粉末中的水分，最后在 90  ℃下干燥 24 h，得到白                       TGA 测试过程：称取适量 ZIF-8 材料装入热重分析
            色粉末 ZIF-8(1400)约 2.3 g。                            专用池中；在流速为 50 mL/min 的 N 2 氛围中，以
            1.3   多孔液体的制备                                      10  ℃/min 的速率从 30  ℃升至 900  ℃，在升温的同
                 以 ZIF-8(145)质量分数为 15%的多孔液体 ZIF-               时采集相关数据。
            8-PLs(145)的制备为例。将适量的 ZIF-8(145)放入                      利用 NDJ-8S 型黏度仪（上海绩泰电子科技有
            150  ℃真空干燥箱活化 24 h，取出活化后的 ZIF-8(145)               限公司）测定了多孔液体在不同温度下的黏度，具
            直接分散在 2-甲基咪唑和乙二醇的混合液中，其中                           体操作步骤如下：将制备好的多孔液体（约 30 mL）
            m(ZIF-8)∶m(2-甲基咪唑)∶m(乙二醇)=15∶34∶                   置于直径≥70 mm，高度≥125 mm 的烧杯或直筒形
            51，超声 1~2 h 以使样品混合均匀，将制备好的样                        容器中，利用恒温水浴槽控制多孔液体的温度（精
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