石河子大学IECR文章：以白酒为溶剂利用微通道反应器快速合成金属有机框架化合物MOF材料

   金属有机框架化合物（metal-organic frameworks, MOFs），又称多孔配位聚合物（porous coordination polymers, PCPs），主要是由中心金属和有机配体通过配位键的作用自组装形成的三维网络配合物晶体材料。近年来，MOF因其具有结构多样性、易功能化、不饱和金属位点可调控及设计性好等优点，在气体吸附与分离、传感器、催化、能量存储等方面展现了广泛的应用前景。目前，制备MOF材料的方法有直接混合法、溶剂热法、微波法和超声法等间歇式的合成方法。微通道反应器作为一种连续的反应器，能够制备出尺寸可调、比表面积高、形态结构稳定及表面和界面性能优良的纳米粒子。此外，纳米颗粒的形成是在毫秒的时间尺度内完成的，相较于传统方法大大缩短了制备时间。

 近日，该团队于锋教授课题组利用微通道反应器，利用白酒作为溶剂合成了MOFs材料ZIF-67，经高温热解均得到Co@N-C催化剂，用作ORR催化剂具有良好的电催化性能，具有0.93 V_RHE的起始电位及0.82 V_RHE的半波电位。组装的锌-空气电池具有高开路电压，高功率密度及大比容量（1.50 V，108 mW/cm²，723 mAh/g）。

相关工作以“Facile Synthesis of Metal-Organic Framework ZIF-67 via a Multi Inlet Vortex Mixer Using Various Solvents: MeOH, EtOH, H₂O, and Baijiu”为题，在国际期刊Industrial & Engineering Chemistry Research上发表。论文第一作者化学化工学院硕士研究生王晨旭，通讯作者于锋教授、彭邦华副教授和郭旭虹教授。

图1. 微通道反应器合成ZIF-67过程图。

图2. 利用微通道反应器和直接混合法分别以甲醇、乙醇、水、白酒为溶剂制备的ZIF-67的SEM图像、XRD图谱和N₂吸附-脱附等温线和孔径分布图。

图3. 在氮气气氛下900℃煅烧2 h后得到的Co@N-C催化剂的TEM图像、XRD图谱以及Raman图谱。

图4. Co@N-C催化剂电化学氧还原反应性能。

图5. Co@N-C-FNP-Baijiu催化剂的Zn-Air电池性能。

文章信息：Chenxu Wang, Feng Yu*, Ke Lu, Zhimou Wang, Jie Yu, Wentao Bao, Gang Wang, Banghua Peng*, Xuhong Guo*. Facile Synthesis of Metal–Organic Framework ZIF-67 via a Multi-Inlet Vortex Mixer Using Various Solvents: MeOH, EtOH, H₂O, and Baijiu. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2022, 61(23): 7952-7961.

文章链接： https://doi.org/10.1021/acs.iecr.2c00685

期刊简介：Industrial & Engineering Chemistry Research（简称IECR）美国化学会旗下工程技术领域期刊，旨在发表工程应用领域内最新的高质量原创性研究成果，该期刊被国际化工领域学者公认为化工三大顶级学术期刊之一，在化学工程领域具有重要的国际影响力，主要覆盖化工领域的材料、分离、反应工程、过程控制与分析、聚合、分析化学、应用化学、有机及无机合成等方向。

研究团队简介：石河子大学化学化工学院碳中和与环境催化剂技术研究团队（Carbon Neutralization and Environmental Catalytic Technology Laboratory，简称CN&ECTec Lab）致力于开发绿色、环保、高效的环境净化材料，从事的主要工作包含：环境吸附和催化材料的设计合成、结构与性质表征、形成机理、性能评价与应用研究；具有复杂层级结构的无机材料的仿生合成、结构与性质表征、形成机理及生态和生物学应用；难降解污染物的催化降解机理研究。其特色是将环境化学与材料化工、工业催化相结合，推动污染物吸附催化降解理论的发展，同时也为污染控制技术发展提供必要的理论和技术支持。特别是：