Caracterización del área de superficie específica y distribución del tamaño de poro de tamices moleculares ZIF

Los materiales de esqueleto de zeolita imidazolio (ZIF) como subclase de esqueletos organometálicos (MOF), los materiales ZIF combinan la alta estabilidad de las zeolitas inorgánicas y la alta superficie específica, la alta porosidad y el tamaño de poro ajustable de los materiales MOF, que se pueden aplicar a procesos catalíticos y de separación eficientes, por lo que los ZIF y sus derivados tienen un buen potencial para su uso en catálisis, adsorción y separación, electroquímica, biosensores y biomedicina y otros campos con buenas perspectivas de aplicación.

El siguiente es un estudio de caso de la caracterización de tamices moleculares ZIF utilizando el analizador de tamaño de poro y superficie específico de la serie CIQTEK EASY- V . Como se muestra en la Fig. 3 a la izquierda, el área de superficie específica de este tamiz molecular ZIF es 857,63 m ² /g. El material tiene una gran superficie específica que favorece la difusión de sustancias reactivas. A partir de las isotermas de adsorción y desorción de N ₂ (Fig. 3, derecha), se puede ver que hay un fuerte aumento en la adsorción en la región de baja presión parcial (P/P ₀ < 0,1), que se atribuye al llenado. de microporos, lo que indica que hay una cierta cantidad de estructura microporosa en el material, y hay un bucle de histéresis dentro del rango de P/P ₀ de aproximadamente 0,40 a 0,99, lo que sugiere que hay una abundancia de estructura mesoporosa en este ZIF. tamiz molecular. El gráfico de distribución del tamaño de poro del SF (Fig. 4, izquierda) muestra que el tamaño de poro más disponible de esta muestra es 0,56 nm. El volumen total de poros de este tamiz molecular ZIF es de 0,97 cm ³ /g, y el volumen microporoso es de 0,64 cm ³ /g, con un 66% de microporos, y la estructura microporosa puede aumentar significativamente el área de superficie específica de la muestra, pero la El tamiz molecular limitará la actividad catalítica bajo ciertas condiciones debido al tamaño de poro más pequeño. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, el tamaño de poro más pequeño limitará la velocidad de difusión de la reacción catalítica, lo que limita el rendimiento del catalizador de tamiz molecular; sin embargo, la estructura mesoporosa obviamente puede compensar este defecto de la estructura microporosa, por lo que la estructura de la combinación microporoso-mesoporoso puede resolver eficazmente el problema de la limitación de la capacidad de transferencia de masa del tamiz molecular tradicional con un solo poro.  

Fig. 1 Resultados de pruebas de área de superficie específica (izquierda) e isotermas de sorción y desorción de N ₂ (derecha) para tamices moleculares ZIF

Fig. 2 Distribución del tamaño de poros SF (izquierda) y distribución del tamaño de poros NLDFT (derecha) del tamiz molecular ZIF