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研究报告

陈建东,许伟城,吴军良,付名利,叶代启.金属有机框架ZIF-8/聚二乙烯基苯纳米复合材料的合成及其吸附VOCs的性能[J].环境科学学报,2017,37(5):1877-1883

Synthesis of metal-organic framework ZIF-8/polydivinylbenzene nanohybrid composite and its adsorption property of VOCs

基金项目：国家自然科学基金（No.U1201231，51378218，51678245，51578245）；广州市科技计划项目（No.201510010164，201607010095）；中央高校基本科研基金（No.2015ZZ013，2015ZZ052，D215086W，D2154140）

吴军良
1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 广东省大气环境与污染控制重点实验室, 广州 510006;3. 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心, 广州 510006

付名利
1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 广东省大气环境与污染控制重点实验室, 广州 510006;3. 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心, 广州 510006

叶代启
1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 广东省大气环境与污染控制重点实验室, 广州 510006;3. 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心, 广州 510006

摘要：在常温常压下的甲醇溶液体系中，将COOH功能化的介孔材料聚二乙烯基苯（PDVB）与微孔材料金属有机框架（MOFs） ZIF-8进行复合，获得了一种新型的多孔纳米复合材料ZIF-8/PDVB，采用XRD、FTIR、SEM和氮气吸附-脱附等方法对ZIF-8/PDVB进行表征，并考察了其吸附甲苯、乙酸乙酯的性能.XRD谱图表明，所合成的ZIF-8以晶体形式存在；FTIR和XRD的结果表明，ZIF-8与PDVB的复合是通过Zn²⁺与PDVB上的COOH形成配位，未配位饱和的Zn²⁺再与2-甲基咪唑进行配位，从而形成纳米复合材料ZIF-8/PDVB；SEM结果显示，ZIF-8晶体分散在PDVB的表面上；氮气吸附-脱附表征结果显示，ZIF-8/PDVB的比表面积达到1301 m²·g^-1，材料同时具有介孔与微孔结构.吸附性能评价结果表明，ZIF-8/PDVB对甲苯、乙酸乙酯均具有优良的吸附性能，ZIF-8/PDVB在吸附VOCs性能上显示出潜在的巨大优势.

Abstract：A novel nanocomposite of ZIF-8/PDVB was synthesized by combining carboxyl group functionalized polydivinylbenzene (PDVB) with metal-organic frameworks (MOFs) ZIF-8 at room temperature and pressure in methanol solution system. The nanohybrid composite was characterized by XRD, FTIR, SEM and N₂ adsorption/desorption techniques. Moreover, the adsorption capacity of VOCs (toluene and ethyl acetate) was also investigated in this study. The results of FTIR and XRD showed that ZIF-8/PDVB composite was successfully synthesized via formation of coordination bond among Zn²⁺, carboxyl group and 2-methyl imidazole. The as-prepared ZIF-8/PDVB displayed high special surface area (1301 m²·g^-1) and evident micro-mesoporous structure. In addition, ZIF-8 crystals were dispersed on the surface of the PDVB and detected by the SEM technique. Finally, the adsorption performance results demonstrated that ZIF-8/PDVB exhibited an excellent adsorption capacity on toluene and ethyl acetate, and it is a potential superior adsorbent for removal of VOCs in the future.