缺陷工程提高ZIF-8催化CO2环加成性能

CO_(2)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CO_(2)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℃、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CO_(2)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℃、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。