缺陷工程提高ZIF-8催化CO2环加成性能

摘要

CO2的催化转化是实现碳减排的重要手段.金属有机框架ZIF-8可催化CO2与环氧化合物环加成制备环状碳酸酯.为通过缺陷工程提高ZIF-8的催化活性,将其在200°C、空气气氛热处理7 h.用SEM、TEM、XRD、FT-IR、UV和XPS对材料进行表征.结果表明,热处理消除了部分有机配体2-甲基咪唑,在ZIF-8中产生大量缺陷,使更多的Zn活性位点暴露在表面.以CO2与环氧氯丙烷环加成为模型反应,考察缺陷工程对催化活性的影响,并对反应条件进行优化.结果表明,与ZIF-8相比,缺陷ZIF-8(DZIF-8)的催化活性大幅提高,在100°C、3.0 MPa、DZIF-8用量50 mg、环氧氯丙烷6 mL条件下反应16 h,环氧氯丙烷完全转化.DZIF-8重复使用6次后,环氧氯丙烷转化率下降到89.1％,显示出较高的稳定性.