【正文】 0 年用不同的溶劑作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和模板劑，合成了 5種咪唑鈷配位聚合物 [13]，和 7種咪唑鋅配位聚合物 [14]，成功的實現(xiàn)了分子篩的拓展。另外，還有還有 5種四面體結(jié)構(gòu)是沒有出現(xiàn)過的。其中溶劑熱法最為科學(xué)界所使用 [6]。鑒于 ZIFs材料具有拓撲性，我們可以通過改變這種材料的配體，或者將其進行改性。他們發(fā)現(xiàn)將這種材料的配體修飾或改性，可大大提高其吸附功能和選擇性， 對解決溫室效應(yīng)和溫室氣體問題有很大的幫助。隨著工業(yè)革命的開始，人們逐漸進入了科技文明，物質(zhì)文明得到了很大程度的發(fā)展，生活質(zhì)量有了顯著的提高。因此，越來越多的科學(xué)家開始了致力于吸附溫室氣體的材料的研究 [2,3]。而新型材料 ZIFs 是用 Zn 或 Co 等金屬替代分子篩中的 Al 和 Si，用咪唑及其衍生物替代分子篩中的橋氧鍵。下圖是幾組 ZIFs 化合物的結(jié)構(gòu)圖。最近 Yaghi等人使用了一種改進的溶劑熱合成方法，該方法是按 照金屬同配體的比例是 1： 1到 1： 12，將濃度為 ~，按濃度梯度分別放入 100 塊 9600 孔板中，每個孔的容積是，加聚四氟乙烯的蓋子進行密封，然后加熱到 65℃ ~150℃ ，并且在該溫度下反應(yīng) 48~100 小時。 ZIFs 化合物的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在含咪唑基的 MOFs 的研究方面 ，早在 1960 年就已經(jīng)有相關(guān)報道， Jarvis 等人合成了一種[Cu(im)2]n 配位聚合物 [9]。不同價態(tài)銅的比例會形成不同的配位化合物。 2020 年 Yaghi教授課題組通過 Zn(Ⅱ )、 Co(Ⅱ )和咪唑類配體發(fā)生共聚反應(yīng)，分別合成了 ZIF 11，和 ZIF 12。 Banerjee 等人對 ZIFs材料吸附二氧化碳的特性進行了研究，得出了 ZIF6 6 70、 7 7 8 8 9 100材料可以從工業(yè)混合氣中選擇性地吸附二氧化碳氣體 [7， 22]。 Rees 等人 [24]對 ZIFs 材料選擇性吸附小分子氣體的特性進行了研究。吸附能力可能和官能團與二氧化碳之間存在的相互作用有關(guān)，極性官能 團對二氧化碳有比較強的吸引力，它們之間有較強的偶極矩。到目前為止，我們已經(jīng)在 ZIFs 材料的特性以及其應(yīng)用方面取得了一定的成績，但是還有很多問題沒有清楚的認識。 Canan 等 [29]人得出如下結(jié)論：旋轉(zhuǎn)門效應(yīng)對氣相混合氣體的吸附、脫附有很大的作用，但是該作用受到了起始壓力 的控制，該特殊的壓力是隨分子種類的不同而有差異的。對丙烷、丙烯和異丁烷氣體， Cu3[BTC]2 粉末的吸附容量大于 13X 分子篩 。所以，如何選擇最佳成型條件，對本課題來說意義很大。羧甲基纖維素、田菁粉、淀粉、聚乙烯醇、多元羧酸等有機粘結(jié)劑成型后的煅燒溫度可較低，不會破壞 ZIFs 的骨架結(jié)構(gòu)，但要避免因粘結(jié)劑脫除不凈而堵塞 ZIFs 的內(nèi)部微孔或者覆蓋吸附位。將原位合成的方法應(yīng)用于 ZIFs 材料的成型過程中，可以省去粘結(jié)劑的加入 ，對其孔結(jié)構(gòu)起到了一定的保護作用。從而得到最佳的粘結(jié)劑。因此利用量子力學(xué)計算工具，考察 ZIFs 及粘結(jié)劑的穩(wěn)定構(gòu)型及結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析粘結(jié)劑與ZIFs 的相互作用機理，可以為粘結(jié)劑篩選和 ZIFs 結(jié)構(gòu)調(diào)變提供依據(jù)。有研究表明，粘結(jié)劑的活性并不如催化劑，但是它可以通過改變沸石的酸性，在成型過程中導(dǎo)致質(zhì)子交換特性的改變、俘獲炭前聚體粘合劑、或者阻礙沸石的孔道。 （ 2）通過計算機模擬，確定 ZIFs 材料直鏈烷烯烴的吸附位置，為直鏈烷烯烴與 ZIFs 材料的相互作用機理提供了理論依據(jù)。sgens Pi， Rose M， Senkovska I， Fr246。ren T, Latroche M, Bourrelly S. Synthesis of MIL102, a Chromium carboxylate metalanic framework, with gas sorption analysis[J]. J. AM. Chem. Soc.，2020, 128： 1488914896 [4] 刁紅敏，任素貞 . 沸石咪唑酯骨架材料合成及性能研究進展 [J]. 化工進展， 2020， 29（ 9）：16581665 [5] Banerjee R, Furukawa Hiroyasu, Britt D, Knobler Caroln, O’Keeffe M, Omar M. Yaghi. Control of Pore Size and Functionality in Isoreticular Zeolitic Imidazolate Frameworks and their Carbon Dioxide Selective Capture Properties[J]. , 131: 38753877. [6] Hayashi H, Cote A P, Furukawa H, O39。Tagliabue 等 [37]研究了 CPO27Ni成型對儲存甲烷性能的影響，結(jié)果表明在 吸附劑的比表面積基本不變，但在 1GPa 壓力下成型會導(dǎo)致 CPO27Ni的晶體結(jié) 構(gòu)坍塌，喪失吸附功能。 ZIFs 乃至所有的 MOFs 的成功應(yīng)用都難以避開成型過程所遇到的問題。 6H2O； DMF 溶液（分析純）；壓片機；循環(huán)水式真空泵。考察表觀氣速、床層高度、床層溫度和柱內(nèi)壓力對吸附穿透時間 及單位吸附量等的影響。 （ 2） ZIFs 的壓片成型 先不加成型助劑，分別用合成的 ZIF ZIF7 原粉直接壓片成型，再添 加少量的無機和 /或有機助劑進行壓片，研究不同成型樣品對水和水蒸汽的耐受性及高溫是否崩解。 6 本課題的主要研究內(nèi)容 （ 1） ZIFs 與成型助劑的相互作用機理研究 分子篩成型所用的無機粘結(jié)劑有高嶺土、凹凸棒土、硅溶膠、擬薄水鋁石等硅鋁化合物，在ZIFs 成型后的煅燒過程中，粘結(jié)劑有可能影響 ZIFs 的晶體結(jié)構(gòu)。綜上所述， ZIFs 材料在實現(xiàn)烴類分離過程的前景是十分廣闊的。上述特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)使 ZIFs 在小分子烴類的吸附分離上具有潛在的應(yīng)用前景。雖然其具有比表面積比較大、孔徑可控、孔結(jié)構(gòu)多樣、可功能化設(shè)計等特點，但是大多數(shù)種類的 MOFs材料的水熱穩(wěn)定性較差，極大的限制了其實際應(yīng)用。Kusgens 等人 [28]研究了 ZIF8 和其它一些多孔材料，得出了如下結(jié)論： ZIF8 雖然具有極佳的穩(wěn)定性，但是屬于憎水材料，其它材料是否具備高穩(wěn)定性和一定的水吸附能力還有待于進一步研究。 ZIF68~70 在低壓區(qū)的吸附曲線極具上升，說明這些材料與氣體之間有很強的結(jié)合能力。 在 ZIFs 材料的分子模擬方面，也取得了顯著的成果，可以對實驗部分給予驗證以及補充說明。該材料是以甲基咪唑作為鏈接配體，在狹小的六圓環(huán)漏斗型孔道中形成納米微孔。陳小明教授研究組以苯并咪唑為配體，合成了具有方鈉石 sod 拓撲結(jié)構(gòu)的 Zn(bim)2這使得新型新型有機金屬骨架材料的開發(fā)成為可能，在學(xué)術(shù)界引起了廣泛的興趣。他們此次合成得到的 25 種新 ZIFs 結(jié)構(gòu)，其中的 9種是以前通過傳統(tǒng)方法已經(jīng)合成的，它們分別是 (ZIF1～ 4， 6～ 8， 10～ 11)， Co(ZIF9， 12)，而另外的 16 種結(jié)構(gòu) ZIF60~77 是新的結(jié)構(gòu)，而 ZIF68~70 是金屬有機配合物中沒有合成過的，同gme 沸石具有相同結(jié)構(gòu)的打孔材料。 ZIFs 的合成的方法主要有三種：溶劑熱法、液相擴散法、模板法。 研究者發(fā)現(xiàn)，一些 ZIFs 多孔材料對二氧化碳的捕獲以及存儲有著異乎尋常的影響，因此，我們可以對其開展進一步的探索。因此，各國科學(xué)家競相研發(fā)能夠彌補這方面缺陷的新型金屬有機骨架材料。該材料具有比表面積大、孔徑可控、孔結(jié)構(gòu)多樣等特點，在吸附分離、氣體儲存、催化劑等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景 [1]。多孔配位聚合物是一種很具潛力的二氧化碳吸附材料 [4]。咪唑 Zn咪唑的鍵角同 SiOSi 的鍵角 極其 相似，基本是 145176。 將過度金屬離子嵌入有機結(jié)構(gòu)單元的空隙中，形成新型沸石結(jié)構(gòu)的工藝，一直以來是一個很大的挑戰(zhàn)。通過對所得的晶化產(chǎn)品進行分析，研究人員得出結(jié)論：濃度在 ，反應(yīng)時間 72 小時，恒溫溫度在 85℃ ~100℃ ，是 ZIFs合成和晶化的最佳條件。 2020 年， Norberto等人合成了另外四種具有不同結(jié)構(gòu)的 [Cu(im)2]n配位聚合物 [10]。陳小明教授研究組深入分析了影響此類配位聚合物結(jié)構(gòu)的因素，提出了很多指導(dǎo)合成新穎或者特定結(jié)構(gòu)配合物的方法和規(guī)律。 ZIF的晶體結(jié)構(gòu) 是建立在 7種特定的硅鋁沸石的基礎(chǔ)上的。 Banerjee 等人還得出結(jié)論，同其他類型的工業(yè)吸附劑相比， ZIF69 材料在吸附、儲存二氧化碳氣體方面表現(xiàn)出了極佳的特 性。得出了如下結(jié)論：對于氮氣的吸附過程，實驗結(jié)論同計算機模擬的結(jié)果能夠很好的吻合，但是，模擬過程中二氧化碳的吸附量多于實驗結(jié)果。 除了氣體儲存性能， ZIFs 在其他方面也表現(xiàn)出了一些優(yōu)良的性能。比如：如何實現(xiàn)工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)；如何確定最佳的合成條件；如何將其吸附、脫附的特性應(yīng)用于實際；如何修飾其配體來滿足特定的實際要求等。通過進一步實驗， 得出在 ZIF7材料的氣體吸附過