[发明专利]一种基于调控ZIF-8薄膜暴露晶面比例的方法

说明书

本发明公开了一种基于调控ZIF‑8薄膜暴露晶面比例的方法，包含如下步骤：a、将Zn(OAc)₂·2H₂O和2‑甲基咪唑混合溶解于溶剂中配制ZIF‑8溶胶；b、薄膜衬底的清洗；c、ZIF‑8溶胶在衬底上旋涂成膜；d、旋涂成膜后的样品的热处理。本发明制备的ZIF‑8薄膜因反应物（金属离子与咪唑配体）的摩尔比不同会呈现不同的暴露晶面比例从而吸附、分离和光催化等性能也会有所不同，可根据实际需要自由选取比例制备；且制备ZIF‑8薄膜的操作方法简单，设备要求低，成本低，制备出来的ZIF‑8薄膜的稳定性和重复性好。

技术领域

本发明涉及薄膜暴露晶面比例调控领域，具体涉及不同反应原料的比例对ZIF-8暴露晶面比例的简单调控方法。

背景技术

沸石咪唑骨架化合物(ZIFs)是金属有机骨架化合物(MOFs)的一个子类，该类化合物是由四面体金属结点和咪唑连接剂组成。ZIF-8材料是ZIFs中的一种具有广泛应用前景的材料之一。ZIF-8是由Zn²⁺金属离子和2-甲基咪唑(2-MeIm)键合物为原料，具有方纳石拓扑结构，与其它ZIFs和MOFs相比，具有较高的化学稳定性和热稳定性，并已用于多种分离、吸附和光催化等的应用研究。

ZIF-8材料的制备一般在室温下通过锌源溶液、2-甲基咪唑配体溶液不同比例相互充分混合并静置一段时间，然后经过3-5次高速离心洗涤过程，烘干后即可得到ZIF-8粉体，然后进行各种方面的研究。

目前已有不少研究ZIF-8材料的，但更多的是关注的是ZIF-8粉体的研究，目前还未见有关于ZIF-8薄膜暴露晶面比例调控的一种简单方法。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种简单的关于ZIF-8薄膜暴露晶面比例调控的方法，采用该方法可以制备出稳定性和重复性较好的不同暴露晶面比例的ZIF-8薄膜。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于调控ZIF-8薄膜暴露晶面比例的方法，包含如下步骤：

a、将Zn(OAc)₂·2H₂O和2-甲基咪唑混合溶解于溶剂中配制ZIF-8溶胶；

b、薄膜衬底的清洗；

c、ZIF-8溶胶在衬底上旋涂成膜；

d、旋涂成膜后的样品的热处理。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的基于调控ZIF-8薄膜暴露晶面比例的方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，步骤a中所述Zn(OAc)₂·2H₂O和2-甲基咪唑的摩尔比为1:6~20；所述2-甲基咪唑和溶剂的比例为0.025摩尔：10~25ml。

作为上述技术方案的改进，步骤a中所述溶剂选自甲醇。

作为上述技术方案的改进，步骤a中所述ZIF-8溶胶的具体配置过程为，将Zn(OAc)₂·2H₂O和2-甲基咪唑与溶剂混合，室温搅拌至少24h，得到均匀的白色悬浊液，即ZIF-8溶胶。

作为上述技术方案的改进，步骤b中所述的薄膜衬底为FTO导电玻璃，即F掺杂的SnO₂导电玻璃；所述清洗过程为先用洗洁精手洗衬底，接着依次采用洗洁精溶液、二用酒精、去离子水以及新酒精超声清洗，每次超声时间为40-60min。

作为上述技术方案的改进，所述步骤c所述的旋涂成膜方法如下，将步骤b清洗后的衬底置于旋涂仪平台上，采用滴管滴加的方式将ZIF-8溶胶均匀涂覆在衬底上，利用旋涂仪的离心力均匀镀膜。