- 文献综述（或调研报告）：
沸石咪唑酸盐骨架（ZIF）代表一类新型的金属有机骨架，由咪唑酸酯连接基和金属离子组成，其结构类似于常规的铝硅酸盐沸石。它们固有的多孔性，丰富的功能以及出色的热稳定性和化学稳定性，使各种ZIF材料存在广泛的潜在应用。在过去的十年中，ZIF材料出现了了许多引人注目的发展。
在过去的二十五年中，已经投入了很多精力来开发基于混合金属-有机骨架（MOF）的新型多孔材料，也称为“混合有机无机骨架”或“配位离子聚合物”。于1995年Yaghi及其同事首次引入术语MOFs用来描述有机配体与金属离子所构成的配合物结构。从此，MOFs就迎来了它的第一春。在接下来的数年中，无数研究者致力于查找新结构，增强其功能，探索新的气体吸附和催化特性，改变配合物孔径等多个研究方向。MOF的模块化性质和温和的合成条件，通过应用具有明确定义的几何形状的二级构筑模块（secondary building units，SBU），允许众多MOF进行合理的结构设计并纳入各种功能。MOF由金属簇组成，这些簇通过多位连接子连接形成有限的SBU。可以通过更改SBU的排列来实现MOF的不同拓扑结构。
截至目前，已经成功地合成了许多具有沸石结构的MOF作为混合框架。其中，沸石咪唑骨架（ZIFs）的出现最近再次引起了相当大的关注。ZIF是由自组装方法形成的MOF的一个子家族，由M–Im–M（其中M代表Zn，Co阳离子和Im代表咪唑基连接基）组成。ZIF的不同结构类似于常规的铝硅酸盐沸石，其中典型的Zn2 离子起硅的作用，而咪唑化物阴离子形成桥，模仿氧在沸石中的作用，与金属-咪唑-金属（即M- Im–M）角约为145°。ZIF倾向于形成类似于沸石的结构，其结构与在沸石中观察到的结构相似。但是，传统沸石中尚未发现的结构也可以在ZIF中形成。由于这些ZIF同时具有MOF和沸石的特征，因此ZIF通常显示出结合了沸石和MOF优点的特性，例如超高表面积，单峰微孔，高结晶度，丰富的官能度和出色的热稳定性和化学稳定性。
由于其高孔隙率，可调节的成分和可控制的结构，ZIF材料的应用正在兴起。纯ZIF和基于ZIF的薄膜/膜都已开发为多功能材料，显示出超越传统用途的吸附剂和催化剂的多种优异性能，甚至为从传感和电子设备到药物输送领域的发展做出了贡献。
随着诸如天然气净化和二氧化碳捕获等全球性问题的增多，气体分离正成为越来越重要的研究课题。因此，迫切需要开发出绿色节能的方法来有效实现气体分离。作为具有与沸石相似结构的新型一类高度多孔材料，ZIF材料具有可调节的孔径，可变的结构和多种化学功能。因此，它们在气体分离应用中具有巨大的潜力。纯ZIF和基于ZIF的聚合物混合基质膜（MMM）在各种气体分离中得到了广泛的探索。纯ZIF膜已经在各种气体分离中显示出非常优异的分离性能。显然，由于ZIF膜在这些领域的实际应用具有巨大潜力，因此大多数研究都集中在氢分离和二氧化碳分离上。此外，所报道的纯ZIF膜的理想选择性是可变的，取决于所涉及气体的特性。通常，目标气体的性质和含量，ZIF类型以及操作条件（例如温度和压力）都会影响分离效率。例如，由于具有方钠石（SOD）拓扑结构的ZIF-7的孔径约为0.3 nm，恰好介于H2（0.29 nm）和CO2的分子大小之间，ZIF-7膜（0.33 nm）通常应用于H2/ CO2，H2/ N2和H2/ CH4等H2混合气体分离中。
除气体分离外，最近的实验和计算研究表明，ZIF材料可作为蒸汽分离的良好候选者，尤其是在生物燃料回收方面。Julien等。发现使用ZIF-8膜可以在存在其他污染物的情况下从水溶液中有效分离出生物丁醇。此外，Ke等人。评估了乙醇溶液在水中的气相吸附和渗透选择性，以使用ZIF-8膜测量乙醇/水分离特性。水蒸气中甲醇，乙醇，1-丙醇，2-丙醇和1-丁醇的吸附表明ZIF-8，ZIF-71和ZIF-90具有回收生物燃料的潜力。
据报道，ZIF-8是一种有效的多相催化剂，不仅可用于具有显着反应活性的植物油的酯交换反应，而且还可用于苯甲酰氯与苯甲醚之间的Friedel-Cra酰化反应，而无需惰性气氛条件，使用少量ZIF-8（2–6 mol％）即可实现高反应转化率。此外，Wee等人还探索了分级纳米级ZIF-8作为可重复使用的甘油单酸酯合成催化剂。他们发现具有中孔结构的分层ZIF-8是通过与脂肪酸反应从ZIF-8纳米颗粒转化而来的，这是一种前景优秀的非均相催化剂，可通过酯基形成选择性甘油单酸酯。
除了纯的ZIF作为许多反应的活性催化剂外，由于其较大的表面积和可调节的孔径，ZIF还可以作为各种金属或氧化物纳米粒子并入以形成具有新颖物理和化学性质的催化剂的有希望的载体。近来，已经广泛地探索了将贵金属纳米颗粒固定在ZIF材料表面上作为催化活性催化剂。例如，已经将Au纳米颗粒引入ZIF-8以形成纳米复合材料，其被用作气相CO氧化中的活性催化剂。在另一个示例中，将Au纳米颗粒封装到ZIF-8和ZIF-90基质中会分别形成Au @ ZIF-8和Au @ ZIF-90纳米复合材料，在有氧氧化中表现出高催化活性。据称，ZIF-90的官能团可以促进那些尺寸匹配的Au纳米颗粒的稳定和单分散。Lu等人的包封策略已将包括Au，Ag和Pt在内的各种纳米颗粒掺入ZIF-8中，所显示的负载型催化剂在CO氧化中表现出良好的催化活性，并且对CO的选择性很好。ZIF-8还可掺入其他贵金属纳米粒子，例如Ir，Pd，Ru和Pt作为有效催化剂。
此外，也有报道称核-壳结构的双金属Au @ Ag纳米颗粒可以在ZIF-8上稳定，与单金属和合金金属纳米颗粒相比，可以协同提高催化还原反应的活性。特别是，使用Cu2O作为牺牲模板生产了卵黄壳纳米晶体/ ZIF-8纳米复合材料，并且所得的卵黄壳纳米结构显示出对气相加氢催化的高活性和选择性，卵黄-壳纳米结构的测量活化能与核-壳纳米结构的活化能不同，这表明腔结构对催化性能具有显著的影响。此外，成功制备了核-壳磁性微球Fe3O4/ ZIF-8，它们对苯甲醛和氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应具有出色的催化活性。
ZIF材料的固有特性（例如高纹理特性，可调节的孔径和易于功能化）使其可以用于传感器和电子设备。尤其是ZIF的出色的选择性吸附特性使其成为化学传感的良好候选者，而ZIF的大微孔和疏水性对于低介电常数的应用提供了非常好的条件。Hupp和他的同事首次通过构造基于ZIF-8的Fabry-Perot装置作为化学蒸气和气体的选择性传感器，首次展示了将ZIF-8用作传感材料。ZIF-8传感器暴露于乙醇含量不同的乙醇-水混合物的蒸气中时，具有一定的化学选择性，并且该传感器还显示出乙醇浓度依赖性的响应。
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