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zif材料简介

随着世界人口急剧增加和工业迅猛发展，污水排放量越来越大[1]。研究者探索了各种废水处理方法，一些方法通常需要复杂的设备，不仅能耗高，而且产生二次污染物[2]。膜技术因为具有分离选择性高和易于规模化等优点，获得广泛应用，该技术也存在不足。为弥补膜本身不足，研究者将由金属离子和有机配体构成的具有规则晶格的金属-有机骨架(MOFs)与基膜结合作为一种新型分离材料。

由于MOFs材料在孔径大小、形状和结构方面的可调，易于功能化，被研究人员用于水处理、气体分离、液体分离、样品中痕量分析物的纯化和富集等方面[6-11]，其中沸石咪唑框架材料(ZIFs) ZIFs 材料，是人为合成的一种 MOFs 族系材料，是一种由四面体金属离子(锌、钴)与咪唑类配体配位形成三维结构的多孔晶体材料，因与沸石分子筛具有相似的键角和拓扑结构而得名[12]。通常，ZIFs是一种笼型结构，由金属节点和咪唑类有机物通过自组装排列形成具有分子筛的铝硅酸盐类似物。其次，ZIFs具有超高的比表面积、大的孔某某、高的结晶度、可设计的骨架、可调节的孔隙率以及分子和结构的多样性，已成为催化、储能、化学分离、医学、传感器和气体吸附等领域的研究热点[13，ZIFs复合膜的研究报道持续增长，表明研究者逐渐认识到ZIFs膜具有良好的性能和潜在的广阔应用前景

ZIFS系列复合膜的制备

1.原位生长是将基底浸渍在反应液中，晶体颗粒在基底表面成核生长，并交联形成连续 MOFs 层的过程[14]。

Go 等采用原位生长法在 α-Al2O3基底上制备厚度为3~118 μm的ZIF-7微孔膜，如图1所示

原位生长制备过程简单，易于规模化，该方法制备的复合膜可应用于染料去除

和气体分离等领域

2 .界面反扩散法

与原位生长法不同，界面反扩散法是通过两种不同的溶剂利用特制装置在基膜界面形成连续 MOFs 膜的过程。

Yu等[22]采用界面反扩散法在改性的聚碳酸酯径迹蚀刻基膜(PCTM@PDA)上，制备了ZIF-8复合膜。

3逐层组装法

逐层组装(Layer-by-Layer,LbL)是制备具有分子相互作用和纳米结构复合膜的一种方法，LbL各层之间的相互作用是基于分子水平的键，如离子键、氢键、共价键等。

Jomekian等[28] 通过逐层组装法在聚苯砜(PPSU)基膜 上逐层连续生长ZIF-8晶体。如图5所示，在容器底部 固定好 PPSU 膜后，依次加入金属和配体溶液，重复数 次，即可制备出致密的ZIF-8膜。

4二次生长

二次生长又称种子生长或晶种法，多用于制备连续无缺陷的MOFs膜。如图7所示，二次生长一般经过3个步骤：(1) 合成ZIFs晶种母液；(2) 采用各种方法在支撑层上制备种子层；(3) 在有晶种层的支撑层上进行二次生长。

5.气相沉积

。化学气相沉积是在金属源沉积的基础上，进行配体气相处理反应，将金属源转化为金属-有机骨架的过程[36]

。Li 等[38]通过该方法在 PVDF 中空纤维膜上制备了超薄ZIF-8膜。如图8所示，采用溶胶-凝胶法在氨化的PVDF中空纤维表面氧化形成Zn基凝胶，通过气相沉积使配体溶液和Zn基凝胶反应形成ZIF-8膜。

2.6 微流体处理

除了上述制备方法之外，微流体处理是采用原位生

长、二次生长和界面反扩散等方法，通过中空纤维管将

两种前驱体液进行混合，在基底上沉积形成MOFs层的

过程

应用1

染料废水广泛存在于纺织、印染、皮革、塑料和食品制造等行业，未经妥善处理的染料废水、生活污水和工业污水排放到环境中，对健康和生态安全构成严重威胁。因此，研究ZIFs膜 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 并将其作为电化学传感器用于Dcp 测定，用 ZIF-8 和 PEDOT/PSS 修饰 GCE，Dcp 氧化峰值电流显著增强。

我认识的ZIFs材料

ZIFs 作为 MOFs 族系材料更加具有显著优势。而木材作为天然多空生物质材料在吸附

领域也有极大的应用潜力，有研究将 ZIF-8 与 ZIF-67 与木材结合制备 ZIF-8 木材

气凝胶与 ZIF-67 木材气凝胶重金属离子吸附材料

目前将 ZIF-8 与木材结合制备吸附材料的研究较少，而这对于吸附材料领域

的研究具有一定推进作用。本研究以天然速生杨木为载体，在木材内部孔隙中原

位合成 ZIF-8 材料，拟大幅度提高速生杨木的吸附性能，

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