核壳磁性Fe3O4@Zn/Co-ZIFs合成—催化剂制备7

过渡金属离子虽表现出极好的催化效果（特别是Co²⁺），但均相反应的金属离子会造成严重的二次污染，从而威胁人类健康。非均相钴基催化剂已被用于活化氧化剂过氧一硫酸盐，但反应过程中，材料中的金属元素容易浸出，催化剂活性组分损失严重。因此本文设想将化学性质稳定的ZIF-8作为保护层包覆ZIF-67，以提高催化剂的稳定性，防止Co元素的流失。此外，本文将ZIF-67生长在具有磁性的Fe₃O₄纳米颗粒上，以提高Co基催化剂的回收效率。

1 催化剂制备方法

(1) 利用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对Fe₃O₄纳米颗粒表面进行预处理，使其表面更有利于ZIF-67晶体生长。

(2) 加入Co盐和咪唑配体合成ZIF-67外壳。

(3) 继续加入Zn盐和咪唑配体在ZIF-67外层包覆一层ZIF-8，得到最终核-壳结构的磁性沸石咪唑骨架（Fe₃O₄@Zn/Co-ZIFs）

采用简单的溶剂热法制备（可通过改变硝酸钴的用量来调整钴锌比值）

(1)     用XPS分析元素组成和化学氧化态。

(2)     通过SEM、TEM检查制备样品的形貌。

(3)     利用EDX和元素图分析样品元素组成。

(4)     采用SSA-4200 micromeritics 仪器在196 °C下对产品进行氮气吸附/解吸，测定其比表面积、总孔容和孔径分布。

(5)     采用原子吸收分光光度法测定金属离子的含量。

2 催化剂优点和特点

(1)     将Fe₃O₄ NPs封装在ZIF中，使ZIF复合材料具有较强的与水分离的磁性。

(2)     铁与钴之间存在特定的协同效应，能激发出更好的催化性能。

(3)     Fe₃O₄@Zn/Co-ZIFs在长时间催化过程中一直保有良好的催化性能，因此催化剂具有较高的化学稳定性。

(4)     Fe₃O₄@Zn/Co-ZIFs是一种降解不同有机污染物的优秀多相催化剂。

参考文献：Wu, Z.; Wang, Y.; Xiong, Z.;Ao, Z.; Pu, S.; Yao, G.; Lai, B., Core-shell magnetic Fe3O4@Zn/Co-ZIFs toactivate peroxymonosulfate for highly efficient degradation of carbamazepine. Applied Catalysis B: Environmental 2020, 277, 119136.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337320305518