离子液体修饰金属有机骨架复合材料的制备及其在分离分析中的应用
发布时间：2022-01-16 10:05
金属有机骨架（MOFs）是一类新型多孔材料,具有孔径均匀、孔结构可调、易于合成和结构多样等特点。用离子液体（ILs）修饰MOFs构建的ILs/MOFs复合材料,在保留MOFs的结构特点外,还兼具ILs物化性质可调控和稳定性高等优点,在分离分析领域具有较大的发展潜力,引起了研究者的极大兴趣。本文主要综述了近五年来ILs/MOFs复合材料的制备方法及其在分离分析中的研究和应用进展,包括在吸附/萃取、色谱分离以及光谱和电化学分析中的应用研究,并对其发展趋势进行了展望。
【文章来源】：分析化学. 2020,48(12)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
湿法浸渍法示意图
“Ship-in-a-bottle”法是将合成ILs的前体(ship)封装在MOFs(bottle)孔中,在MOFs孔内合成ILs[35～37](图2)。Khan等[38]将合成1-丁基-3-甲基咪唑溴化物的前体1-甲基咪唑和1-溴丁烷依次装入ZIF-8和MIL-100(Fe)孔中,合成IL@ZIF-8和IL@MIL-100(Fe),然后在复合材料表面修饰杂多酸,首次制备了HPA/IL@MOF三相吸附剂,用于液体燃料中噻吩的吸附去除。该复合材料对苯并噻吩或二苯并噻吩的吸附容量分别是ZIF-8和MIL-100(Fe)的1.3～1.6倍和2.0～2.5倍。Ahmed等[35]将UiO-66和1-甲基咪唑在乙醇中搅拌溶解,加入1-溴丁烷,在室温下搅拌以在孔内生成1-丁基-3-甲基咪唑溴化物。该方法允许尺寸较小的合成ILs的前体扩散并封装在MOFs纳米孔内,通过空间限制有效地将ILs限制在MOFs孔内,防止ILs流失,提高ILs/MOFs复合材料的稳定性。2.2.3 Capillary action法
原位合成法是通过MOFs和ILs之间的化学反应制备高稳定性ILs/MOFs复合材料的一种方法。原位合成法成本低,反应物种类多,复合后的材料结构稳定、细密。MOFs具有金属配位不饱和位点,可作为锚定中心形成共价键或配位键(图3)。Dai等[41]首次以1,3-双(4-羧丁基)咪唑溴化物作为有机配体,以Zn(NO3)2·6H2O为金属离子,Zn2+与羧基硅胶配位后,利用IL表面的羧基与Zn2+配位以改性SiO2,制备出具有高选择性的亲水型固定相。Wu等[42]利用MOF-5表面的—COOH与1-(3-氨丙基)-3-甲基咪唑溴盐IL功能化的石墨烯(ILG)上的—NH2之间形成的化学共价键,制备出具有较高机械稳定性和耐久性的MOF-5/ILG涂层。通过配位键或共价键将ILs与MOFs结合,得到的ILs/MOFs复合材料中的ILs分散性高且分布均匀,比湿法浸渍法制备的复合材料更加稳定。在上述制备ILs/MOFs复合材料的3种方法中,涉及到的ILs主要是咪唑基ILs,涉及到的MOFs主要是MOF-5、 IRMOF-1、 CuBTC、 ZIF-8、 ZIF-67、 UiO-66、 NH2-MIL-88B(Fe)[43]和MIL-101(表1)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三聚氰胺/邻苯二甲醛共价有机骨架材料结合固相萃取-液相色谱串联质谱检测环境水样中痕量磺胺类抗生素[J]. 王欣梅,徐桂菊,王晓利,王霞,王明林,赵汝松,林金明. 分析化学. 2018(12)
[2]离子液体/纤维素混配固定相分离性能研究[J]. 赵晓洁,黄龙,宋旭燕,邢钧. 分析化学. 2018(08)
[3]金属有机骨架复合材料在样品预处理中的研究进展[J]. 孟志超,张璐,黄艳凤. 色谱. 2018(03)
本文编号：3592441
【文章来源】：分析化学. 2020,48(12)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
湿法浸渍法示意图
“Ship-in-a-bottle”法是将合成ILs的前体(ship)封装在MOFs(bottle)孔中,在MOFs孔内合成ILs[35～37](图2)。Khan等[38]将合成1-丁基-3-甲基咪唑溴化物的前体1-甲基咪唑和1-溴丁烷依次装入ZIF-8和MIL-100(Fe)孔中,合成IL@ZIF-8和IL@MIL-100(Fe),然后在复合材料表面修饰杂多酸,首次制备了HPA/IL@MOF三相吸附剂,用于液体燃料中噻吩的吸附去除。该复合材料对苯并噻吩或二苯并噻吩的吸附容量分别是ZIF-8和MIL-100(Fe)的1.3～1.6倍和2.0～2.5倍。Ahmed等[35]将UiO-66和1-甲基咪唑在乙醇中搅拌溶解,加入1-溴丁烷,在室温下搅拌以在孔内生成1-丁基-3-甲基咪唑溴化物。该方法允许尺寸较小的合成ILs的前体扩散并封装在MOFs纳米孔内,通过空间限制有效地将ILs限制在MOFs孔内,防止ILs流失,提高ILs/MOFs复合材料的稳定性。2.2.3 Capillary action法
原位合成法是通过MOFs和ILs之间的化学反应制备高稳定性ILs/MOFs复合材料的一种方法。原位合成法成本低,反应物种类多,复合后的材料结构稳定、细密。MOFs具有金属配位不饱和位点,可作为锚定中心形成共价键或配位键(图3)。Dai等[41]首次以1,3-双(4-羧丁基)咪唑溴化物作为有机配体,以Zn(NO3)2·6H2O为金属离子,Zn2+与羧基硅胶配位后,利用IL表面的羧基与Zn2+配位以改性SiO2,制备出具有高选择性的亲水型固定相。Wu等[42]利用MOF-5表面的—COOH与1-(3-氨丙基)-3-甲基咪唑溴盐IL功能化的石墨烯(ILG)上的—NH2之间形成的化学共价键,制备出具有较高机械稳定性和耐久性的MOF-5/ILG涂层。通过配位键或共价键将ILs与MOFs结合,得到的ILs/MOFs复合材料中的ILs分散性高且分布均匀,比湿法浸渍法制备的复合材料更加稳定。在上述制备ILs/MOFs复合材料的3种方法中,涉及到的ILs主要是咪唑基ILs,涉及到的MOFs主要是MOF-5、 IRMOF-1、 CuBTC、 ZIF-8、 ZIF-67、 UiO-66、 NH2-MIL-88B(Fe)[43]和MIL-101(表1)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三聚氰胺/邻苯二甲醛共价有机骨架材料结合固相萃取-液相色谱串联质谱检测环境水样中痕量磺胺类抗生素[J]. 王欣梅,徐桂菊,王晓利,王霞,王明林,赵汝松,林金明. 分析化学. 2018(12)
[2]离子液体/纤维素混配固定相分离性能研究[J]. 赵晓洁,黄龙,宋旭燕,邢钧. 分析化学. 2018(08)
[3]金属有机骨架复合材料在样品预处理中的研究进展[J]. 孟志超,张璐,黄艳凤. 色谱. 2018(03)
本文编号：3592441
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