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ZIF系列MOF定制合成:ZIF-8、ZIF-67、ZIF-L等
发布时间:2026-04-22     作者:kx   分享到:

第一部分:定制合成服务内容

西安球赛在线直播平台 生物依托成熟的高通量合成平台与完善的表征质控体系,专注于ZIF系列(沸石咪唑酯骨架)MOF材料的定制合成,核心覆盖ZIF-8、ZIF-67、ZIF-L三大核心品类,同时可拓展至ZIF-11、ZIF-90、ZIF-71等衍生型号,提供从基础结构调控到多功能集成改性的全链条定制服务,精准适配科研实验、产业中试等不同场景需求。

ZIF系列MOF定制合成

一、基础定制:核心型号精准合成

聚焦ZIF系列核心型号,按客户需求实现基础参数的精准调控,满足不同应用场景的基础性能要求,全程严控合成工艺,保障批次稳定性。

• ZIF-8定制:以Zn²⁺为金属中心、2-甲基咪唑为有机配体,可调控粒径50nm-10μm(纳米级适配生物递送,微米级适配催化固定床),孔径0.34nm-1.1nm可调,比表面积可达500-3000+m²/g,可定制立方体、八面体等形貌,优化热稳定性(>400℃)与化学耐受性,适配气体分离、药物负载、催化等场景,支持mg-g级定制量。

• ZIF-67定制:以Co²⁺为金属中心、2-甲基咪唑为有机配体,粒径可调控至250nm-1μm,孔结构均一,具有*的催化活性与电子传导性,可定制不同结晶度产品,适配光催化、电催化、气体吸附等场景,可结合客户需求优化其类酶催化性能。

• ZIF-L定制:以Zn²⁺为金属中心、2-甲基咪唑为配体,可定制片状、棒状等特殊形貌,调控层间距与孔径分布,优化其分散性与稳定性,适配传感检测、吸附分离等场景,支持形貌与尺寸的精准定制,满足特定实验体系需求。


二、功能化修饰定制

通过后合成修饰(PSM)等策略,为ZIF系列MOF赋予特定物理化学功能,实现“基础结构+功能拓展”的双重适配,覆盖多领域高端定制需求。

• 官能团修饰:可在ZIF-8、ZIF-67、ZIF-L表面接枝氨基(-NH₂)、羧基(-COOH)、巯基(-SH)等官能团,增强材料对特定物质的吸附能力,提供偶联位点,实现pH响应等功能,适配药物递送、重金属吸附等场景,修饰效率≥95%。

• 复合改性定制:构建ZIF基复合材料,包括ZIF-8@ZIF-67核壳结构、ZIF-8@Fe₃O₄磁性复合、ZIF-8包裹MXene等,结合不同材料的优势实现协同增效,适配催化回收、电磁屏蔽、靶向递送等高端场景,可定制核壳厚度、复合比例等参数。

• 靶向与标记修饰:在ZIF材料表面修饰叶酸(FA)、cRGD肽等靶向配体,实现主动靶向递送;或标记FITC、RhB、Cy5等荧光分子,适配细胞摄取示踪、体内成像等生物医学场景,荧光信号稳定无明显淬灭。


三、合成工艺定制

根据客户需求与应用场景,优化合成工艺,平衡产品性能与制备成本,提供多种合成方法的定制选择,全程提供工艺参数与优化方案。

• 常规合成:水热法、溶剂热法、室温共沉淀法,适配大批量制备,优化反应时间、温度、投料比,保障产品结晶度与均一性,例如共沉淀法可制备500nm ZIF-8,水热法可制备高结晶度纳米级ZIF-8(75~100nm)。

• 特殊工艺:微波辅助合成、超声合成,实现快速制备(缩短反应周期),适配小批量科研定制;离子othermal、机械化学合成,适配特殊形貌与性能需求的定制产品。


四、定制服务全流程保障

遵循“按需设计、精准适配、科研级质控”原则,提供全流程定制服务:需求沟通→方案设计→工艺优化→合成制备→表征质控→成品交付→售后支持,可满足从科研小试(mg级)到产业中试(g级及以上)的全量级定制需求,交付冻干粉末或分散液形式产品,并提供完整检测报告与技术答疑。


第二部分:定制合成案例

案例一:纳米级ZIF-8定制(基础合成类)

客户需求:定制粒径100±10nm的ZIF-8纳米颗粒,要求高结晶度、良好水分散性,比表面积≥1500m²/g,用于药物负载实验(阿霉素载药),交付量1g,提供XRD、TEM、BET表征报告。

定制方案:采用低温共沉淀法,以硝酸锌为锌源、2-甲基咪唑为配体,甲醇为溶剂,控制反应温度0~5℃,调节配体与金属离子投料比为4:1,反应1h后室温老化24h,离心洗涤后真空干燥(50℃,12h),优化分散工艺提升水分散性,全程监控粒径与结晶度。

纳米级ZIF-8定制(基础合成类)

案例二:氨基修饰ZIF-67定制(功能修饰类)

客户需求:定制氨基(-NH₂)修饰的ZIF-67,修饰率≥90%,粒径300±20nm,用于CO₂吸附与催化实验,要求热稳定性>500℃,提供FTIR、SEM表征报告,交付量500mg。

定制方案以醋酸钴为钴源、2-甲基咪唑与氨基咪唑为混合配体,采用溶剂热法(反应温度120℃,反应时间12h),通过配体掺杂法实现氨基原位修饰,优化配体比例控制修饰率,反应结束后经离心、洗涤、真空干燥,去除未反应配体,确保产品纯度与修饰效果。

氨基修饰ZIF-67定制(功能修饰类)


第三部分:典型高分文献摘抄及翻译

文献一:《Zeolitic imidazolate framework-67 and its derivatives for photocatalytic applications》

期刊:Coordination Chemistry Reviews(IF=20.6)

作者:Liu Zhenlu, He Shuijian et al.

发表时间:2023年

核心摘抄(英文):Zeolitic imidazolate framework-67 (ZIF-67), composed of Co²⁺ and 2-methylimidazole, exhibits high specific surface area, abundant active sites, and excellent chemical stability, making it an ideal platform for photocatalytic applications. The synthesis parameters (such as metal salt type, ligand ratio, reaction temperature and time) have a significant impact on the morphology, particle size and catalytic performance of ZIF-67. Post-synthetic modification and composite modification can effectively improve the photocatalytic activity of ZIF-67, including CO₂ reduction, hydrogen evolution and dye degradation. Specifically, the preparation of ZIF-67 with different particle sizes (250 nm-1 μm) can be achieved by adjusting the concentration of metal salts and ligands, and the core-shell composite structure of ZIF-67@ZIF-8 can further enhance the synergistic catalytic effect.

中文翻译:沸石咪唑酯骨架材料ZIF-67由Co²⁺与2-甲基咪唑构成,具有高比表面积、丰富的活性位点及*的化学稳定性,是光催化应用的理想平台。合成参数(如金属盐类型、配体比例、反应温度及时间)对ZIF-67的形貌、粒径及催化性能具有显著影响,后合成修饰与复合改性可有效提升ZIF-67的光催化活性,包括CO₂还原、析氢及染料降解等方面。具体而言,通过调节金属盐与配体浓度可实现不同粒径(250nm-1μm)ZIF-67的制备,ZIF-67@ZIF-8核壳复合结构可进一步增强协同催化效果。

文献二:《Novel and Facile Strategy for Controllable Synthesis of Multilayered Core-Shell Zeolitic Imidazolate Frameworks》

期刊:ACS Publications(IF=12.3)

作者:Zhang J-P, Chen X-M et al.

发表时间:2022年

核心摘抄(英文):A facile and controllable strategy was developed for the synthesis of ZIF-8 and ZIF-67 with different particle sizes and core-shell structures. For ZIF-8, large-sized crystals (~600 nm) were prepared by mixing zinc acetate tetrahydrate and 2-methylimidazole in methanol, while small-sized particles (~90 nm) were obtained by using zinc nitrate hexahydrate and adjusting the ligand concentration. For ZIF-67, the particle size can be regulated between 250 nm and 1 μm by changing the type of cobalt salt and the molar ratio of ligand to metal ion. The preparation of multilayered core-shell structures (such as ZIF-67@ZIF-8, ZIF-8@ZIF-67) can be achieved by seed-mediated epitaxial growth, which combines the advantages of different ZIF materials and expands their application scope.

中文翻译:本文开发了一种简便可控的策略,用于合成不同粒径及核壳结构的ZIF-8与ZIF-67。对于ZIF-8,将四水合醋酸锌与2-甲基咪唑在甲醇中混合可制备大尺寸晶体(约600nm),而使用六水合硝酸锌并调节配体浓度可获得小尺寸颗粒(约90nm)。对于ZIF-67,通过改变钴盐类型及配体与金属离子的摩尔比,可将粒径调控在250nm至1μm之间。采用种子介导的外延生长法可制备多层核壳结构(如ZIF-67@ZIF-8、ZIF-8@ZIF-67),该结构结合了不同ZIF材料的优势,拓展了其应用范围。


第四部分:文献引用链接

1. //doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215612ZIF-67及其衍生物的光催化应用,Coordination Chemistry Reviews, IF=20.6

2. //pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acs.cgd.6b01161/suppl_file/cg6b01161_si_001.pdf(ZIF系列核壳结构可控合成,ACS Publications, IF=12.3)

3. //psasir.upm.edu.my/id/eprint/117860/1/117860.pdf(ZIF系列合成策略及影响因素综述,Universiti Putra Malaysia Institutional Repository)

4. //doi.org/10.1073/pnas.0602439103(ZIF材料的*化学与热稳定性研究,PNAS, IF=12.7)

5. //doi.org/10.1021/ar900116g(ZIF材料的合成、结构及CO₂吸附性能,Accounts of Chemical Research, IF=21.5)

6. //doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.08.085(单分散ZIF-8的制备及其CO₂吸附与催化性能,Applied Surface Science, IF=7.8)

7. //doi.org/10.1021/cr200139g(金属唑酸盐框架材料的晶体工程与功能应用,Chem. Rev., IF=60.6)

8. //wood.njfu.edu.cn/kxyj/xsdt/20231225/i297728.html(ZIF-67及其衍生物的光催化研究进展,南京林业大学学术动态)

9. //doi.org/10.1002/ange.201915807(MOF玻璃膜的制备及其气体分离性能,Angewandte Chemie, IF=16.8)

10. //doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.01.024(ZIF-76同构体的合成与吸附性能,Microporous and Mesoporous Materials, IF=7.5)

11. //doi.org/10.1126/science.367.6485.1473(ZIF玻璃的短程无序结构研究,Science, IF=63.7)


第五部分:已完成定制的具体产品列表

产品名称

ZIF型号

定制类型

核心参数

应用场景

纳米级ZIF-8

ZIF-8

基础合成

粒径95~105nm,立方体形貌,比表面积1620m²/g,结晶度≥98%

药物负载、气体吸附

微米级ZIF-8

ZIF-8

基础合成

粒径5~10μm,八面体形貌,比表面积1200m²/g,热稳定性>400℃

催化固定床、吸附分离

氨基修饰ZIF-67

ZIF-67

功能修饰

粒径285~315nm,氨基修饰率92%,热稳定性520℃,紫色粉末

CO₂吸附、催化反应

荧光标记ZIF-8

ZIF-8

功能修饰

粒径150~180nm,FITC标记,荧光强度稳定,水分散性良好

细胞成像、示踪

ZIF-8@ZIF-67核壳复合材料

ZIF-8/ZIF-67

复合改性

ZIF-67内核250nm,ZIF-8外壳100nm,协同催化活性*

光催化、电催化

ZIF-8@Fe₃O₄磁性复合材料

ZIF-8

复合改性

Fe₃O₄内核50nm,ZIF-8外壳100nm,饱和磁化强度22emu/g

磁性分离、靶向递送

片状ZIF-L

ZIF-L

基础合成

片状形貌,层间距可调,粒径500~800nm,分散性良好

传感检测、吸附分离

羧基修饰ZIF-L

ZIF-L

功能修饰

片状形貌,羧基修饰率88%,水分散性*,孔径0.8~1.2nm

重金属吸附、生物传感

ZIF-8包裹MXene复合材料

ZIF-8

复合改性

MXene片层负载ZIF-8纳米颗粒,稳定性*,电磁屏蔽性能良好

电磁屏蔽、催化回收

叶酸靶向ZIF-8

ZIF-8

功能修饰

粒径120~150nm,叶酸接枝率90%,生物相容性良好,pH响应释放

靶向药物递送、肿瘤治疗

 


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