一种分等级结构ZIF-67材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种分等级结构ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种分等级结构ZIF-67材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料制备
，尤其涉及一种分等级结构ZIF-67材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]ZIF-67是一种典型的金属有机框架材料(MOFs)，是由有机配体和无机金属离子组成的一种新型有序网络结构材料，具有类似过氧化物酶的催化特性。然而，现有的ZIF-67材料是六面体结构的，其孔隙率和比表面积相对较小，导致其类过氧化物酶的活性较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出一种分等级结构ZIF-67材料及其制备方法和应用，以解决现有的ZIF-67材料的孔隙率和比表面积小的问题。
[0004]本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种分等级结构ZIF-67材料，所述ZIF-67材料的形貌为棒状结构、多辦状结构和花状结构中的一种。
[0005]本专利技术还提供一种分等级结构ZIF-67材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：制备2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液；
[0007]步骤2：将体积比为0.8-1.2:0.8-1.2的所述2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液混合均匀，并在常温下剧烈搅拌1.5-8.5h得到样品；
[0008]步骤3：将所述样品洗涤、离心、烘干后得到不同形貌的ZIF-67材料。
[0009]优选的是，步骤1中所述2-甲基咪唑的前驱体水溶液的摩尔浓度为1-1.2mol/mL，所述钴盐的前驱体水溶液的摩尔浓度为0.055-0.065mol/mL；
[0010]步骤2中所述2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液的体积比为1:1；
[0011]步骤3中烘干的温度40-60℃，烘干的时间为8-12h；
[0012]所述钴盐的前驱体水溶液为氯化钴的前驱体水溶液或硝酸钴的前驱体水溶液。
[0013]优选的是，当所述步骤2中常温下剧烈搅拌的时间为1.5-2.5h时，可得棒状结构的ZIF-67 材料。
[0014]优选的是，当所述步骤2中常温下剧烈搅拌的时间为2h时，可得棒状结构的ZIF-67材料。
[0015]优选的是，当所述步骤2中常温下剧烈搅拌的时间为3-5小时，可得多辦状结构的ZIF-67 材料。
[0016]优选的是，当所述步骤2中常温下剧烈搅拌的时间为4小时，可得多辦状结构的ZIF-67材料。
[0017]优选的是，当所述步骤2中常温下剧烈搅拌的时间为6-8.5小时，可得花状结构的ZIF-67 材料。
[0018]优选的是，当所述步骤2中常温下剧烈搅拌的时间为8小时，可得花状结构的ZIF-67材料。
[0019]本专利技术还提供一种ZIF-67材料的应用，所述ZIF-67材料应用于过氧化氢或产物是过氧化氢的生物化学反应的检测。
[0020]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0021]1)本专利技术制得的ZIF-67材料的孔隙率和比表面积大，可以为表面催化反应提供更多的活性位点。
[0022]2)本专利技术制得的ZIF-67材料具有优异的类过氧化物酶的催化活性，可应用于过氧化氢的检测。
[0023]3)本专利技术的制备方法操作简单、成本低。
附图说明
[0024]图1为本专利技术棒状结构的ZIF-67材料。
[0025]图2为本专利技术多辦状结构的ZIF-67材料。
[0026]图3为本专利技术花状结构的ZIF-67材料。
[0027]图4为本专利技术ZIF-67材料的XRD图。
[0028]图5为本专利技术ZIF-67材料的BET图。
[0029]图6为本专利技术ZIF-67材料的催化应用图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。
[0031]一种分等级结构ZIF-67材料的制备方法，包括以下步骤：
[0032]步骤1：制备2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液；
[0033]步骤2：将体积比为0.8-1.2:0.8-1.2的2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液混合均匀，并在常温下剧烈搅拌1.5-8.5h得到样品；
[0034]步骤3：将样品洗涤、离心、烘干后得到不同形貌的ZIF-67材料。
[0035]作为本专利技术一个优选的实施例，步骤1中2-甲基咪唑的前驱体水溶液的摩尔浓度为1-1.2 mol/mL，钴盐的前驱体水溶液的摩尔浓度为0.055-0.065mol/mL；
[0036]步骤2中2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液的体积比为1:1；
[0037]步骤3中烘干的温度40-60℃，烘干的时间为8-12h；
[0038]钴盐的前驱体水溶液为氯化钴的前驱体水溶液或硝酸钴的前驱体水溶液。
[0039]实施例1：如图1所示的形貌为棒状结构的ZIF-67材料的制备方法，包括以下步骤：
[0040]步骤1：配制2-甲基咪唑的前驱体水溶液和氯化钴的前驱体水溶液
[0041]将2.3g的2-甲基咪唑和水倒入烧杯，并将烧杯放进超声机超声1-3min，然后在烧杯里放磁力搅拌子进行磁力搅拌1h得到2-甲基咪唑的前驱体水溶液；
[0042]将0.36g的氯化钴和水倒入烧杯，并将烧杯放进超声机超声1-3min，然后在烧杯里
放磁力搅拌子进行磁力搅拌1h得到氯化钴的前驱体水溶液；
[0043]步骤2：将体积比为1:1的2-甲基咪唑的前驱体水溶液和氯化钴的前驱体水溶液混合均匀，并在常温下剧烈搅拌2h得到样品；
[0044]步骤3：将样品洗涤、离心、烘干后得到棒状结构的ZIF-67材料，烘干的温度60℃，烘干的时间为8h。
[0045]实施例2：如图2所示的形貌为多辦状结构的ZIF-67材料的制备方法，包括以下步骤：
[0046]步骤1：配制摩尔浓度为1mol/mL的2-甲基咪唑的前驱体水溶液25ml，配制摩尔浓度为 0.055mol/mL的硝酸钴的前驱体水溶液25ml；
[0047]步骤2：将2-甲基咪唑的前驱体水溶液和硝酸钴的前驱体水溶液混合均匀，并在常温下剧烈搅拌4h得到样品；
[0048]步骤3：将样品采用去离子水和乙醇洗涤离心三次，置于40-60℃烘箱8-12h烘干后得到多辦状结构的ZIF-67材料。
[0049]实施例3：如图3所示的形貌为花状结构的ZIF-67材料的制备方法，包括以下步骤：
[0050]步骤1：配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分等级结构ZIF-67材料，其特征在于，所述ZIF-67材料的形貌为棒状结构、多辦状结构和花状结构中的一种。2.一种分等级结构ZIF-67材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制备2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液；步骤2：将体积比为0.8-1.2:0.8-1.2的所述2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液混合均匀，并在常温下剧烈搅拌1.5-8.5h得到样品；步骤3：将所述样品洗涤、离心、烘干后得到不同形貌的ZIF-67材料。3.根据权利要求2所述的一种分等级结构ZIF-67材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述2-甲基咪唑的前驱体水溶液的摩尔浓度为1-1.2mol/mL，所述钴盐的前驱体水溶液的摩尔浓度为0.055-0.065mol/mL；步骤2中所述2-甲基咪唑的前驱体水溶液和钴盐的前驱体水溶液的体积比为1:1；步骤3中烘干的温度40-60℃，烘干的时间为8-12h；所述钴盐的前驱体水溶液为氯化钴的前驱体水溶液或硝酸钴的前驱体水溶液。4.根据权利要求2或3所述的一种分等级结构ZIF-67材料的制备方法，其特征在于，当所述步骤2中常温下剧烈搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金华，陆冬筱，邹鹏，张北龙，袁琳，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：