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1. 研究目的与意义（文献综述）
1. 目的及意义
1.1 金属有机骨架材料
1.1.1 金属有机骨架材料介绍
金属有机骨架材料（metal organic frameworks，mofs）是一种由无机金属离子和有机配体通过共价键或离子共价键络合而成的自组装周期性网状晶体。其中无机金属离子一般为过渡金属离子，而有机配体分为三种类型，即：含羧基有机配体、含氮杂环有机配体和含羧基与杂环混合配体，它们都是含氮、氧元素形成孤对电子的有机物[1]。
mofs材料由于其比表面积大，孔容量大，孔径、孔形状均可调等优秀特点，成为国内外研究的热点之一。通过改变组成mofs的过渡金属离子及其价态，以及选择不同的有机配体，可以得到多种多样的骨架结构，使其物理、化学性能多样，在气体分离[2-5]、催化[6-9]、吸附[10,11]等方面得到广泛运用，具有巨大的研究价值。
1.1.2 沸石咪唑酯骨架材料介绍
沸石咪唑酯骨架材料（zeolitic imidazolate frameworks，zifs）因其具有沸石的骨架结构而得名。它从属于mofs族系。
2. 研究的基本内容与方案
2. 基本内容和技术方案
2.1 实验方案
本实验采用二水合乙酸锌和2-甲基咪唑以一定的摩尔配比溶解在甲醇溶剂中，室温混合搅拌形成溶胶，然后通过旋涂溶胶的镀膜方式在石英玻璃基片上旋涂ZIF-8溶胶，然后将镀好的ZIF湿膜在加热板上进行热处理，在100 ℃进行热处理，处理一段时间后就可以得到ZIF-8薄膜（流程见图2-1）。
图2-1 样品制备流程图。
2.2 主要实验药品、仪器
2.2.1 实验试剂
见表2-1。
表2-1 实验试剂及其它材料。
| 名称 | 化学式 | 纯度 | 生产厂商 |
| 无水乙醇 | CH3CH2OH | AR | 国药试剂有限公司 |
| 二水合乙酸锌 | C4H6O4Zn·2H2O | AR | 国药试剂有限公司 |
| 甲醇 | CH3OH | AR | 国药试剂有限公司 |
| 2-甲基咪唑 | C4H6N2 | 99% | Sigma-Aldrich 化学有限公司 |
| 去离子水 | —— | —— | 优普纯水制造系统 |
| 石英玻璃 | —— | —— | 华南湘城科技有限公司 |
| 标准级载玻片 | —— | —— | 江苏世泰实验器材有限公司 |
2.2.2 实验仪器
①电子分析天平：型号FA1004，上海市科学仪器有限公司生产，量程为100g，精度为0.0001g。
②超声波清洗器：可控温，可调节水位和超声时间，并显示功率。
③磁力搅拌器：HJ-4头磁力搅拌器，常州电器有限公司制造，可加热，最多可搅拌1000mL液体。
④旋涂仪：CHEMAT SCIENTIFIC公司生产，可设置旋涂速度和旋涂时间，可简便制备高质量薄膜。
⑤高温加热台：型号JW-400DG，武汉君为有限公司制造，加热区域160×160mm，控制范围为室温-400℃，控温精度0.1℃，测温精度±1℃，时间设置范围1min-999.9min，功率为500W。
2.3 材料微观结构表征
2.3.1 X射线衍射分析（XRD）
利用X射线的波动性，令一单色X射线入射晶体，晶体周期性排布的晶胞作为光栅（该光栅狭缝宽度与X射线波长量级相当），X射线在特定方向干涉加强或干涉相消，形成特征性的衍射花样，衍射花样的空间分布和强度体现着晶体原子排布方式，从而判断是何种晶体。运用此手段，对制备的薄膜进行物相分析，并分析其结晶度。
2.3.2 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）
利用高能电子束扫描经过喷镀以改善导电性的样品，激发出背散射电子、二次电子、特征X射线和俄歇电子等物理信息，由探测器接收信息并在屏幕上显现出来，即得到样品表面的形貌特征。运用此方法，可以得到ZIF-8薄膜样品的致密程度，晶粒大小等信息。
2.4 材料性能测试
2.4.1 紫外-可见-近红外吸收光谱分析（UV-Vis-NIR）
当光照射样品时，由于价电子的跃迁，样品对不同波长的光吸收强度不同，从而可以绘制出吸收光谱图。吸收峰的位置、宽度及高度反映着样品的结构，浓度。采用这种表征方法，研究样品的光学性能，并计算光学带隙。
3. 研究计划与安排
3.进度安排
第1-4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第5-9周：按照设计方案，制备不同形貌结构的zif-8薄膜。
第10-12周：采用xrd、fe-sem、uv-vis-nir等测试技术对zif-8的物相进行表征，探究其形成不同结构的机理。
4. 参考文献（12篇以上）
4.参考文献
[1]李耀. 金属有机骨架材料zif-8的制备及吸附性能研究[d]. 北京:北京交通大学, 2015.
[2]canan gücüyener, johan van den bergh, jorge gascon, et al. ethane/ethene separation turned on its head: selective ethane adsorption on the metal-organic framework zif-7 through a gate-opening mechanism[j]. journal of the american chemical society, 2010, 132(50):17704-17706.
[3]龚金华, 王臣辉, 卞子君, 等. 多孔材料表面修饰聚酰亚胺非对称混合基质膜对co2/n2和co2/ch4的气体分离[j]. 物理化学学报, 2015, 31(10):1963-1970.
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