室温共沉淀法制备Cu掺杂ZIF-67：形态调控与结构影响

本文主要探讨了在袁尧和于然波的研究工作中，他们采用了一种简单而经济的方法——共沉淀法制备Cu掺杂的ZIF-67（金属有机框架结构的锌组分）。ZIF-67是一种具有高度有序孔道结构的材料，常用于催化和气体吸附等领域。通过精确控制硝酸钴(Co(NO3)2)与硝酸铜(Cu(NO3)2)的比例，研究人员能够制备出一系列具有不同铜含量的CoxCu1-x-ZIFs材料。 研究发现，随着Cu掺杂量的增加，ZIF-67的形态稳定性下降，均匀性也随之减弱。这表明铜元素的掺入对ZIF-67的微观结构产生了显著影响。尽管部分Cu2+可以作为离子替换Co2+占据ZIF内部位点，但大部分Cu2+倾向于在ZIF表面和孔道内形成吸附层，导致材料的结构特性，如比表面积，可能会发生变化。此外，过高的Cu掺杂比例会阻碍Co2+与有机配体结合形成完整的ZIF结构，从而影响最终产物的形成。 通过细致的实验研究，论文提供了关于如何优化Cu离子掺杂并实现Cu含量的精确控制的关键条件。这种方法对于设计和制备具有目标组成和可调掺杂浓度的金属有机框架材料具有重要的理论和实践价值。文章还强调了其在材料科学领域的应用前景，尤其是在催化剂设计和功能材料开发中。 关键词：材料科学、Cu掺杂、共沉淀法、ZIF-67 该研究不仅提供了Cu掺杂ZIF-67的基础制备技术，也为其他科研人员在设计新型功能MOFs（金属有机框架）材料时提供了宝贵的经验和指导。通过这类研究，我们可以期待未来出现更多性能优异的掺杂MOF材料，推动材料科学和相关工业领域的发展。