钴掺杂叶片状沸石咪唑酯骨架结构材料实现磷酸盐快速去除

为了减小水体富营养化的危害,提高吸附法除磷的效率,本文研究钴掺杂对于锌基叶片状沸石咪唑盐(Zn-ZIF-L)磷酸盐吸附能力的提升.本文采用间歇式吸附试验研究各个影响因素对于吸附的影响,采用XRD、XPS、FT-IR等研究材料的表面微观结构以推测可能的吸附机理.发现当Zn和Co的初始摩尔比为9.5:0.5时,其吸附性能最好.掺杂后,在10min内吸附量增加55%,最大吸附量达到85.68mg/g,在不同温度、浓度、当pH值为4~8时、在不同阴离子以及腐殖酸环境下保持着较好的吸附性能.当初始浓度为10mg/L时,可吸附去除97%以上的磷,吸附剂在0.1mol/L的Cl^(-)或NO_(3)^(-)中仍能保持93%以上的吸附量.其中,P-OH与Zn-OH/Co-OH之间的化学键、静电相互作用和氢键相互作用在磷酸盐吸附中起主导作用.Co(0.5)-Zn-ZIF-L经过4次循环后仍能保持较高的吸附量.结果表明,Co(0.5)-Zn-ZIF-L能作为一种有效的吸附剂去除水体中的磷酸盐.

金属有机骨架材料沸石咪唑酯骨架-8在抗菌方面的应用及研究进展

细菌是引起慢性传染病和感染的主要原因。用抗生素杀灭细菌、消除感染是当今普遍使用的有效医疗手段,但是抗生素的滥用和误用导致越来越多的细菌出现耐药性。此外,现有给药方式常导致大量药物难以到达作用位点,造成药效浪费。在应对抗菌困境的各类策略中,抗菌纳米材料已成为一种被广泛认可的新兴方法。沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)是一种在连接节点可生长药物的金属-有机骨架材料,因具有生物相容性好、结构稳定、pH响应特性及其靶向给药且减少细菌耐药性产生的能力等特点,成为目前研究较为广泛的抗菌方式之一。同时,大量研究表明,ZIF-8有利于保持药物活性,具有潜在的临床抗菌应用可能。综述了ZIF-8的抗菌机理、在抗菌方面的应用及研究进展,并对该领域未来发展中面临的挑战和前景进行了总结与展望。

沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8的合成研究进展

ZIF-8是目前研究最多的一种沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs),它具有很高的比表面积和热稳定性,具有灵活的化学结构,在化学工业上具有很广的应用前景。本文简要介绍了国内外对ZIF-8的合成方法的研究进展。

沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)的结构生长过程

以2-甲基咪唑为有机配体,由硝酸锌提供金属离子,在室温下以甲醇为溶剂合成了沸石咪唑骨架(ZIF-8)晶体.通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜、热重分析等手段对晶体结构及其生长过程进行了表征.结果表明:随着反应时间延长ZIF-8晶体迅速形成,然后逐渐堆积成六面体二维结构,进而形成三维十二面体结构.对ZIF-8结构的生长过程的理解有助于通过控制ZIF-8的大小和形态来制备出功能化的金属有机骨架材料.

沸石咪唑酯骨架结构材料合成及性能研究进展

沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)是一类以咪唑或其衍生物为配体的特殊金属有机骨架结构材料(MOFs),因其结构多样性、高度的热学和化学稳定性及高效捕获和存储CO2等性能,近几年受到国内外研究者的广泛关注。本文对含咪唑基配体材料的合成和发展现状进行了综述;总结了这种材料在气体的存储和分离、磁性、催化等方面的性能,并对这种新型材料在设计、合成与应用中的广阔前景作了展望。

pH响应性吡唑醚菌酯/沸石咪唑酯骨架材料纳米颗粒的制备及抑菌活性

沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)稳定性好,比表面积大,纳米粒径可调,具有酸敏感性。为研究其在农药递送中作为缓控释载体的性能和应用,以吡唑醚菌酯(pyraclostrobin,以下简称Pyr)为模式农药,以二价锌为配位中心,二甲基咪唑为有机配体,采用“一锅法”制备了pH响应性吡唑醚菌酯控释剂Pyr@ZIF-8;通过扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射激光粒度仪(DLS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)等物理手段对Pyr@ZIF-8的形貌、粒径和Zeta电位等进行了表征;采用高效液相色谱(HPLC)考察了其在紫外光源下的光解稳定性和不同pH值下的酸控释放性能;最后分别采用菌丝生长速率法和盆栽试验研究了其对油菜菌核病菌的抑制效果。结果表明:所制备的Pyr@ZIF-8的平均粒径为143.1 nm,载体ZIF-8对Pyr的负载率为10.8%;与Pyr原药相比,紫外光照下Pyr@ZIF-8中Pyr的降解率降低了6.2%;在pH值分别为4.0、6.0、8.0的环境下静置24 h,Pyr@ZIF-8中Pyr的释放率分别为88.1%±2.5%、67.3%±3.1%和25.6%±2.9%,表现出pH响应性释放性能;在0.1μg/mL质量浓度下,Pyr@ZIF-8对油菜菌核病菌的抑制效果比其乳油高16.4%(生长速率法)和9.4%(盆栽试验)。上述结果表明,所制备的纳米递送体系Pyr@ZIF-8不仅具有减缓吡唑醚菌酯光降解的作用,还有良好的酸控缓释和更高的抑菌效果。

沸石咪唑酯骨架材料Co(C_7H_5N_2)_2·1.5H_2O的合成与晶体结构

以2-羧基苯并咪唑配体与过渡金属离子Co2+为前驱体,通过溶剂热反应得到一个新的沸石咪唑酯骨架材料Co(C7H5N2)2.1.5H2O(1),采用单晶X射线衍射、红外光谱、热重分析、粉末X射线衍射等对产物进行了系统表征.配合物1属三斜晶系,空间群R-3,Co2+离子通过有机配体相连构成沸石结构,骨架中存在笼状结构和一维隧道孔.

钴基沸石咪唑酯骨架结构衍生物锂硫电池正极材料

通过原位复合法合成沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-67),经高温碳化生成含钴的氮掺杂碳多面体(Co-NC),然后通过热熔融渗硫方法制得钴基沸石咪唑酯骨架结构衍生物(S@CoS2-NC)复合材料,以此复合材料作为锂硫电池的正极材料。采用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)、N2吸附-脱附分析仪、热重分析仪(TGA)、X线光电子能谱仪(XPS)以及电化学测试等手段对不同样品进行表征分析并测试其电化学性能。结果表明:在0.2C倍率下S@CoS2-NC/1(制备ZIF-67时反应6 h)复合正极的首次放电比容量最高达1129 mA·h/g,100次充放电循环后容量的保持率为66.61%,相比S@CoS2-NC/2(反应12 h)、S@CoS2-NC/3(反应24 h)复合正极和纯硫正极,比表面积和孔容最大的载体碳骨架经热熔融渗硫后生成的S@CoS2-NC/1复合正极拥有更优良的容量和循环稳定性。

沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-71用于低浓度生物基2,3-丁二醇/1,3-丙二醇的吸附分离性能

1,3-丙二醇是一种重要的化工原料,生物发酵法生产1,3-丙二醇往往会产生副产物2,3-丁二醇,限制了生物基1,3-丙二醇的进一步工业化应用。1,3-丙二醇与2,3-丁二醇亲水性强,导致其在低浓度发酵液中分离困难。基于2,3-丁二醇比1,3-丙二醇具有长的碳链和大的极化率,本文采用含有―Cl基团(憎水且具有大的极化率)的ZIF-71吸附分离水中低浓度的2,3-丁二醇/1,3-丙二醇。结果表明,ZIF-71对双组分2,3-丁二醇/1,3-丙二醇(50 g/L,50 g/L)中2,3-丁二醇的静态竞争吸附容量为123.6 mg/g,对2,3-丁二醇/1,3-丙二醇分离选择性高达7.6,分离效果优于沸石材料Beta。在3次循环吸附-解吸实验中ZIF-71依旧保持着稳定的结构和对2,3-丁二醇的选择性吸附能力。通过分子模拟,揭示了ZIF-71对1,3-丙二醇和2,3-丁二醇的吸附分离机制。ZIF-71与1,3-丙二醇之间主要通过弱的范德华力作用;而ZIF-71与2,3-丁二醇之间则是通过强的范德华力与弱的氢键协同作用,从而对2,3-丁二醇产生选择性吸附。可以看出,ZIFs材料有望成为选择性吸附分离低浓度副产物2,3-丁二醇的吸附剂,推动生物法制1,3-丙二醇的工业化发展。

类沸石咪唑酯骨架材料-8的形貌调控及其催化制氢性能

类沸石咪唑酯骨架材料-8(ZIF-8)是一种具有较大比表面积和较强稳定性的多孔材料,被广泛应用在气体存储分离、催化等领域。该工作报道了不同实验条件如Zn^(2+)/2-甲基咪唑的物质的量比、表面活性剂用量和不同的反应溶剂对ZIF-8形貌和尺寸的影响,其中Zn^(2+)/2-甲基咪唑配比是影响形貌及尺寸的关键因素。通过扫描电子显微镜(SEM)、BET、和X射线衍射(XRD)对合成制备的ZIF-8纳米粒子进行表征,发现调变投料比可将样品粒径从1500 nm逐渐减小至850~250 nm,形貌由截角立方体转变为截角十二面体,最终变为十二面体。其中粒径为250 nm的ZIF-8纳米粒子比表面积为1730 m^(2)/g,孔径和孔容分别为1.5 nm和0.6 cm^(3)/g,由此可知该粒径ZIF-8具备非常优异的载体特性,故进一步采用浸渍法,以硼氨为还原剂,在该尺寸ZIF-8纳米粒子上原位负载贵金属/金属纳米粒子,并对其进行组分优化。所设计合成的催化剂ZIF-8/Pt_(0.002)@Ni_(0.2)在催化氨硼烷制氢实验中表现出卓越的性能,60 s即可催化氨硼烷完全放氢。

基于沸石咪唑酯骨架结构材料11的微固相萃取结合高效液相色谱用于水样中五种紫外吸收剂的测定

建立了一种基于ZIF-11的膜保护微固相萃取(μ-SPE)的样品前处理方法,并与高效液相色谱(HPLC)联用测定环境水样中5种紫外吸收剂。对洗脱剂种类、固相萃取剂用量、洗脱时间、萃取时间、盐浓度、pH值系列影响萃取效率因素的相关条件进行优化。结果表明,固相萃取剂用量10 mg、萃取时间8 min、洗脱剂V(甲醇)∶V(乙腈)=3∶7、洗脱时间9 min、溶液pH值7、10 mg/mL氯化钠条件下,5种紫外吸收剂在5~1000 ng/mL范围内线性关系良好,相关系数均大于0.9925,检出限为0.8~1.5 ng/mL;定量限为2.5~5.0 ng/mL;相对标准偏差为0.9%~6.5%。方法简单、快速、准确,用于测定湖水、河水、自来水中的紫外线吸收剂,回收率为88.7%~112.3%,相对标准偏差为0.3%~5.5%。

原位生长法制备沸石咪唑酯骨架结构材料/聚偏氟乙烯杂化膜及其截取钯性能研究

钯因其稀缺且拥有特殊性能而被广泛用于催化、电子等产业,但钯的提取工序繁琐且效率低下。以聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为基底,将沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-67)利用原位生长法负载于PVDF膜上。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外分析仪(FT-IR)对膜形貌、结构进行表征。考察了沸石咪唑酯骨架结构材料/聚偏氟乙烯(ZIF-67/PVDF)杂化膜对钯的截留性能。当聚电解质和钯的质量比为3.0时,浸渍于ZIF-67合成液24 h的样品最大截留率为92.60%。

基于类沸石咪唑酯框架ZIF-8纳米抗菌剂的研究进展

一直以来,抗生素是治疗细菌感染最有效的手段,然而新型抗生素的研发速度落后于细菌耐药性的快速增长,导致感染性疾病死亡率逐渐上升。因此开发其他形式的抗菌技术是目前研究重点和难点。近年来,纳米技术逐渐应用到生物医学领域,纳米药物载体成为广大学者的研究焦点。其中,类沸石咪唑酯框架ZIF-8是一种生物相容性好、结构稳定的金属有机框架材料,是一种极具潜力的抗菌材料及抗菌药物载体。对其在此方面的研究现状做一综述。

基于咪唑酯骨架结构材料-7的涡旋辅助微固相萃取

采用漩涡辅助微固相萃取的样品前处理方法,并结合高效液相色谱检测水样中的紫外吸收剂。沸石咪唑酯骨架结构材料-7(ZIF-7)具有大的比表面积,永久性孔道,开放的金属位点,以及较高的化学稳定性及水热稳定性,本文将ZIF-7作为固相萃取剂用于微固相萃取水样中的紫外吸收剂。实验考察了萃取剂用量、萃取时间、洗脱溶剂、洗脱时间、溶液pH值和盐浓度等对萃取效率的影响。最优实验条件为:ZIF-7的质量为15 mg,萃取时间是8 min,洗脱剂是甲醇∶乙腈(体积比3∶7),洗脱时间为5 min,NaCl溶液浓度为0 mg/mL,溶液pH为3。在此条件下,方法在2.5~750 ng/mL的范围内具有良好的线性,检出限为0.2~0.8 ng/mL,定量限为1.0~2.5 mg/mL。采用该方法分析实际水样中的紫外吸收剂,加标回收率为90.3%~111.5%,相对标准偏差为1.4%~7.2%,结果良好。

核壳结构ZIF-8@In_(2)O_(3)纳米棒的制备及其对NO_(2)选择性的提升作用

为了快速准确检测到有毒有害气体NO_(2),以水热法合成沸石咪唑酯骨架(zeolitic imidazolate frameworks,ZIF)-8复合In_(2)O_(3)纳米棒状复合材料(ZIF-8@In_(2)O_(3)),并加工制作成气敏传感器,以检测对NO_(2)的灵敏度和选择性。利用扫描电镜、透射电镜、比表面积分析技术对ZIF-8@In_(2)O_(3)的形貌和结构进行表征,测试复合材料作为传感器的气敏性能。结果表明:成功制备出具有核壳结构的ZIF-88@In_(2)O_(3)纳米棒复合材料,在最佳工作温度为220℃时,相比于纯In_(2)O_(3)对体积分数为5×10^(-5)的NO_(2)的灵敏度223,ZIF-8@In_(2)O_(3)的达到254;在三乙胺(triethylamine,TEA)作为干扰性气体的条件下,相比纯In_(2)O_(3)的选择性3.69,ZIF-88@In_(2)O_(3)的提升到5.81,抗湿性能也较好。

负载丹参酮ⅡA的磁性纳米粒子Fe_(3)O_(4)@ZIF-8 MOF制备、对骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化促进作用观察

目的制备负载丹参酮ⅡA的磁性纳米粒子Fe_(3)O_(4)@ZIF-8MOF(Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA),并观察Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA对骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖、成骨分化的促进作用。方法 用沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)对Fe_(3)O_(4)纳米粒进行表面修饰,将丹参酮ⅡA(TanⅡA)装载载入磁性纳米粒子Fe_(3)O_(4)@ZIF-8 MOF中,HPLC检测Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA的载药量和包封率,测算Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA的药物释放率。BMSCs细胞经体外培养后分为4组,对照组加入成骨诱导液+完全培养基,游离药物组加入成骨诱导液+含10.27μg/m L的TanⅡA完全培养基,载体组加入成骨诱导液+含100μg/m L的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8 MOF完全培养基,载药组加入成骨诱导液+含100μg/m L的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA完全培养基,采用MTT法检测各组不同时点(给药1、4、7 d)细胞OD值,碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测不同时点(给药1、4 d)ALP活性。结果 Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA的平均粒径为307.12 nm,PDI为0.090,电位为-40.03 m V,呈类球形,表面较为粗糙,比表面积为337.32 m^(2)/g,磁饱和强度约为48 emu/g,具有良好的超顺磁性;Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA的载药量为10.27%,包封率为80.36%,体外释放具有p H响应性,能在骨质疏松微环境中加快释药速率。与对照组比较,载药组给药4 d细胞OD值增加,其余3组给药7 d细胞OD值增加(P均<0.05);与对照组比较,载药组给药1 d细胞ALP活性增强,载体组和载药组给药4 d细胞ALP活性增强(P均<0.05)。结论 Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA具有良好的载药性能和超顺磁性,有较高的载药量和包封率,并能达到缓慢释放药物的效果,且能够改善TanⅡA水溶性、成药性差等缺点,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8@TanⅡA对BMSCs的增殖和分化具有协同促进作用。

ZIF-8多孔材料吸附CO_(2)的格子Boltzmann模拟

基于格子Boltzmann方法,在表征体元尺度上研究了ZIF-8材料吸附烟气中CO_(2)的流动耦合传质过程。分别采用二维D2Q9、D2Q5模型描述速度场和浓度场,分析了ZIF-8吸附剂粒径在0.05~0.20 mm、孔隙率在0.50~0.80以及颗粒排列方式对CO_(2)吸附性能的影响,并描述了吸附床中的流动、扩散以及吸附现象。结果表明:粒径越大,吸附床中对流作用越强,吸附平衡所需时间减小;孔隙率越小,局部流速增大越明显,为避免流速过大造成局部吸附不充分,工程应用中宜采用孔隙率较大的ZIF-8吸附剂;与采用随机排列和错列排列相比,顺列分布时可有效缩短达到吸附平衡所需的时间;对CO_(2)吸附量影响的敏感性依次为孔隙率>排列方式>粒径,因此在实际应用中应首先考虑对ZIF-8孔隙率的选择。

ZIF-8-PAN衍生多孔碳纳米纤维锌离子混合电容器

采用静电纺丝技术制备ZIF-8-PAN复合纳米纤维,经预氧化和高温碳化制得ZIF-8-PAN衍生多孔碳纳米纤维(ZIF-8-PANC);利用扫描电镜、比表面及孔径分析技术对ZIF-8-PANC的形貌和微结构进行表征,测试作为锌离子混合电容器(ZHS)电极材料的电化学性能。结果表明:ZIF-8-PANC结合碳纳米纤维的高导电性和ZIF-8衍生碳的丰富多孔结构,不仅导电性能良好,同时增大比表面积,得到分级多孔结构,ZIF-8-PANC可有效实现电子、离子的快速传输和锌离子的高容量储存;当电流密度为0.5 A·g^(-1)时,ZIF-8-PANC电极的比容量达到240 mAh·g^(-1),循环稳定性优异。

沸石咪唑酯骨架作为载体及其在肝病中的应用

纳米技术作为一项前沿技术在医药领域发挥着重要作用,为治疗许多疾病提供了新的思路和方法。其中金属有机骨架材料(MOFs)由于其特殊的性质及在疾病治疗相关领域的优势,人们越来越关注到其的相关应用。沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)是金属有机骨架材料中的一种,其具有比表面积大,稳定性高,孔径可控,低毒性等优点,作为纳米载体近些年来被广泛研究,本文概述了ZIF-8的一些特点,介绍了其载药方式以及在肝脏相关疾病的一些研究和应用实例,并对其未来的应用进行展望。

多孔碳纤维电极材料的制备及电容去离子性能研究

由于碳纳米纤维比表面积(SSA)较低,在电容去离子(CDI)应用中,其脱盐效率并不理想。该研究采用静电纺丝技术制备了沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)材料与聚丙烯腈(PAN)复合纳米纤维,并通过碳化工艺处理得到多孔碳纳米纤维电极材料。经过优化组分及碳化工艺后,所得碳纤维电极的SSA和孔体积分别高达398.74 m^(2)/g和0.180 cm^(3)/g。在1.2 V和1.6 V电压下,该电极对500 mg/L的NaCl溶液(50 mL)的盐吸附容量分别达21.16 mg/g和39.04 mg/g。此外,电化学测试结果显示,提高碳纳米纤维电极的孔隙率可以在一定程度上提高双电层电容,从而实现更高的离子吸附量和更稳定的储能性能。