文 献 综 述

1．研究背景

近年来，人类在生活中过多燃烧煤炭、石油和天然气，产生和排放大量二氧化碳进入大气。此外，人类和大自然还排放其他温室气体，像氯氟烃，甲烷和氮氧化物气体。这些现象导致了全球气候变暖，海平面上升。所以，我们现在急需发明新材料，来捕获和储存排放的气体。

最近，人们发现了一类新材料，能够很好地解决上述问题。这一类材料是由金属离子为连接点，有机配体自组装络合而成的一种配位聚合物，它们具有三维的孔结构，将会在储能，催化，分离等方面得到广泛的应用。我们把这一类材料统一称为金属#8212;有机框架材料。

金属有机骨架材料(metal-organic frameworks， MOFs)是由金属离子与有机配体通过自组装过程而生成的一类新型多孔材料，具有比表面积大，孔道结构规整，孔道和表面化学性质可调变等特征，在吸附、 分离和催化等方面均表现出了广阔的应用前景。

MOFs材料涉及的范围很广，为了选用合适的MOFs材料，我们考察了各类MOFs材料。其中，沸石咪唑酯骨架结构作为其中重要的一大分支，不仅拥有MOFs材料的优点，同时拥有沸石独有的化学和热稳定性的特点[2]，这些性质将会使其在气体分离与储存[3]、催化[4,5]等领域都有着广泛的应用，它被称为多孔材料的未来之星。

沸石咪唑酯骨架材料（Zeolites Imidazolate Frameworks,简称ZIFs）是一类由金属离子（Zn2 、Co2 、Cu2 ）和咪唑基配体通过自组装络合而成的多孔聚合物材料。

在2006年，美国密歇根大学Yaghi教授开创了ZIFs的研究，他们课题组在研究CO2吸附材料时成功合成了一系列的ZIFs拓扑结构，并以ZIF-n（ｎ为正整数）的形式将其命名[4,6-8]。其中，我们此次主要研究的是ZIFs材料中ZIF-8的制备与表征。

2．结构

ZIFs与传统的沸石分子筛结构相似，它是用Zn/Co等二价金属离子取代传统沸石分子筛中的硅元素和铝元素，咪唑酯取代其中的氧桥，通过咪唑环上的N原子相连而成的一种类沸石材料[9-10]。类似于SiO2,如果我们用M表示金属离子，Im表示咪唑酯，那么ZIFs材料就可以用M（Im）2表示。咪唑类配体是具有共轭结构的五元环，其1，3位上的N原子可以与金属离子配位，形成的M-Im-M的键角为145#176;，接近无机沸石结构中Si-0-Si键角（144#176;），所以，ZIFs材料具有类沸石的拓扑结构。由于M-Im-M的键长要比无机沸石结构中的Si-0-Si键长要长，因此ZIFs骨架的孔笼要比无机沸石要大，具有较大的表面积和孔体积。