本申請涉及金屬有機(jī)框架功能材料，具體涉及一種zif-8基超疏水mof及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、油水分離技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和工業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義，尤其是在處理工業(yè)廢水、油田廢水及海洋溢油等復(fù)雜體系時，快速高效的油水分離技術(shù)尤為重要。

2、目前，油水分離常用的油水分離材料包括膜材料、吸附材料和超疏水材料等。然而，傳統(tǒng)的油水分離材料在酸性條件下穩(wěn)定性較差，容易受到腐蝕或發(fā)生降解，從而導(dǎo)致分離效率下降。此外，部分油水分離材料制備工藝復(fù)雜、成本高昂，限制了其在實際應(yīng)用中的推廣。

3、金屬有機(jī)框架材料(mofs)因其高比表面積、可調(diào)節(jié)孔徑和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，近年來受到廣泛關(guān)注。其中，zif-8是一種基于鋅的mof材料，具有獨特的沸石類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，在油水分離領(lǐng)域展現(xiàn)出一定的應(yīng)用潛力。然而，現(xiàn)有的zif-8材料在酸性環(huán)境中的穩(wěn)定性仍有待提高，同時其疏水性能也需進(jìn)一步增強(qiáng)，以適應(yīng)更為復(fù)雜的油水分離條件。

4、基于此，開發(fā)一種在酸性條件下具有優(yōu)異穩(wěn)定性和疏水性能的zif-8基金屬有機(jī)框架材料顯得尤為必要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环Nzif-8基超疏水mof及其制備方法和應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有的zif-8材料在酸性環(huán)境中穩(wěn)定性低、疏水性能不佳的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本申請采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

3、本申請的第一方面，提供一種zif-8基超疏水mof，通過如下方法制備：

4、以2-甲基咪唑和含氟配體fl作為混合配體，與zn離子進(jìn)行配位反應(yīng)，得到zif-8-fl材料；

5、將zif-8-fl材料在縛酸劑的作用下與修飾劑進(jìn)行接枝修飾，即得；

6、其中，所述修飾劑為烷基酰氯或含氟酸酐。

7、優(yōu)選的，所述含氟配體fl的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(1)所示：

8、

9、其中，r1為r2為

10、n為0～10的整數(shù)。

11、優(yōu)選的，所述烷基酰氯的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(2)所示：

12、

13、其中，x為7～18的整數(shù)；

14、所述含氟酸酐的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(3)所示：

15、

16、其中，y為0～4的整數(shù)。

17、優(yōu)選的，所述縛酸劑為三乙胺或吡啶。

18、優(yōu)選的，所述含氟配體fl在混合配體中的摩爾百分比為5～20％。

19、本申請的第二方面，提供上述zif-8基超疏水mof的制備方法，包括：

20、s1，將六水合硝酸鋅、2-甲基咪唑和含氟配體fl分散于第一有機(jī)溶劑中進(jìn)行配位反應(yīng)，收集固相產(chǎn)物，洗滌、干燥，得到zif-8-afl材料；

21、s2，將zif-8-fl材料分散于第二有機(jī)溶劑中，再加入縛酸劑與修飾劑在惰性氣氛下進(jìn)行接枝反應(yīng)，得到zif-8基超疏水mof。

22、優(yōu)選的，所述第一有機(jī)溶劑為甲醇或n,n-二甲基甲酰胺中的至少一種；

23、和/或，

24、所述第二溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷或四氫呋喃中的至少一種。

25、優(yōu)選的，所述六水合硝酸鋅與2-甲基咪唑與的摩爾比為1:(5～7)；

26、和/或，

27、所述zif-8-fl材料與所述修飾劑的質(zhì)量比為1:(1～36)；

28、和/或，

29、所述縛酸劑與修飾劑的摩爾比為(1:1)～(1000:1)。

30、優(yōu)選的，所述配位反應(yīng)的溫度為20～70℃；所述接枝反應(yīng)的溫度為20～40℃。

31、本申請的第三方面，提供上述zif-8基超疏水mof或上述制備方法制備的zif-8基超疏水mof在油水分離材料中的應(yīng)用。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果為：

33、本申請通過引入混合配體以及接枝修飾制備zif-8基超疏水mof，工藝簡單、成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

34、本申請制備的zif-8基超疏水mof在酸性環(huán)境中具有高化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的疏水性能，避免了常規(guī)mofs材料易降解的缺陷；其在油水分離過程中具有卓越的分離效率和選擇性，能夠有效分離多種復(fù)雜體系中的油水混合物，具有廣闊的市場應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種zif-8基超疏水mof，其特征在于，通過如下方法制備：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zif-8基超疏水mof，其特征在于，所述含氟配體fl的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(1)所示：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zif-8基超疏水mof，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zif-8基超疏水mof，其特征在于，所述縛酸劑為三乙胺或吡啶。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zif-8基超疏水mof，其特征在于，所述含氟配體fl在混合配體中的摩爾百分比為5～20％。

6.權(quán)利要求1所述的zif-8基超疏水mof的制備方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述第一有機(jī)溶劑為甲醇或n,n-二甲基甲酰胺中的至少一種；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述六水合硝酸鋅與2-甲基咪唑與的摩爾比為1:(5～7)；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述配位反應(yīng)的溫度為20～70℃；

10.權(quán)利要求1-5任一項所述的zif-8基超疏水mof或權(quán)利要求6-9任一項所述的制備方法制備的zif-8基超疏水mof在油水分離材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及金屬有機(jī)框架功能材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種ZIF?8基超疏水MOF及其制備方法和應(yīng)用。ZIF?8基超疏水MOF通過如下方法制備：以2?甲基咪唑和含氟配體FL作為混合配體，與Zn離子進(jìn)行配位反應(yīng)，得到ZIF?8?FL材料；將ZIF?8?FL材料在縛酸劑的作用下與修飾劑進(jìn)行接枝修飾，即得ZIF?8基超疏水MOF；其中，所述修飾劑為烷基酰氯或含氟酸酐。本申請通過引入混合配體以及接枝修飾制備ZIF?8基超疏水MOF，工藝簡單、成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)；本申請制備的ZIF?8基超疏水MOF在酸性環(huán)境中具有高化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的疏水性能，避免了常規(guī)MOFs材料易降解的缺陷；其在油水分離過程中具有卓越的分離效率和選擇性，能夠有效分離多種復(fù)雜體系中的油水混合物，具有廣闊的市場應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：胡威,夏新朝,楊槐,楊洲,劉家樂,喻以諾,肖怡嫻
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6