二氧化碳排放是全球变暖的主要原因，利用二氧化碳作为碳源进行催还转化旨在减少二氧化碳排放。在二氧化碳利用反应中，二氧化碳的化学固定用来生产碳酸盐是一种经济、有吸引力的反应途径，可以用来治理二氧化碳排放到环境的问题。锌基ZIF（Zif-8、Zif-90、Zif-68等）是第一批将其用作二氧化碳与环氧化物转化为碳酸盐催化剂的MoF。然而，这些系统的选择性和可重用性都很低。后来发现，钴基MOF对该反应也有活性，但它们的转化率低于锌基MOF类似物。最近，通过一种简单的合成方法，开发了一种双金属锌/钴复合材料，以锌和钴为金属中心合成了一种双金属MOF，显示出增强的气体吸附性能。此外，从所有报道的催化MOF材料中，双金属锌/钴ZIF显示出以二氧化碳为C1源的环氧化物到碳酸盐的高催化转化反应，具有良好的选择性和性能。然而，作为多相催化剂的MOF具有化学/热稳定性相对较低，加上小零件尺寸，在大规模或工业应用中必须考虑这些缺点。此外，小颗粒催化剂可能需要复杂的净化程序才能从反应混合物中分离出来。因此，探索使催化材料稳定并具有磁性的新途径可能是开发用于例如二氧化碳加成反应的催化剂的一个有吸引力的途径。

大规模生产低价格，纯度高的MOF/ZIF的工作仍然具有挑战性，阻碍了这种材料的产业化。商业应用需要大力开发和生产高效，多用途，大规模制备的MOF。从这个意义上说，最近报道的喷雾干燥法可用于合成具有均匀结构和独特性质的ZIFs。特别地，使用喷雾干燥合成方法产生了具有显著吸引力的催化性能的MOFs。

近年来，通过金属-有机骨架（MOF）的炭化/热解制备了分散在碳基体中的金属颗粒。这些技术使用MOF作为模板，在一定的大气和高温下进行，以获得所需的材料。在这些条件下，由于部分或完全热解（转化为碳基质）的有机连接体的分解，MOF的框架崩溃。此外，金属离子/团簇在基质内变得可移动，并形成金属物种，或者金属甚至蒸发。不同的应用条件导致不同类型的材料具有不同的性能。这些材料引起了许多人的注意应用，尤其是高性能电子设备如电池、电容器等。由于其结构由碳基质和金属物质制成，来源于MOF模板，在金属/金属氧化物和碳基体之间提供了良好的电子连接。而催化反应作为一种金属的多相应用掺杂在碳基质中，仍很少被探索。在原始MOF材料的高温挥发过程中，通常会生成一个分层的碳基质，以及包裹在多孔碳基质中的高度分散的金属纳米粒子。然而，在这些材料的发展中，主要的障碍是当金属相保留在生成的碳材料中时，调整含碳纳米结构的多孔性和形态。

在这项毕业设计中，拟研究双金属MoF（Zn/Co-Zif）热分解制备的氮掺杂多孔碳材料中封装的金属纳米粒子在各种可控的热解条件下的性能。选择双金属MoF（Zn/Co-Zif），是因为我们课题组之前报道过其较之于单金属ZIFs (ZIF-8, ZIF-67)在二氧化碳固定方面具有更优异的性能。双金属MOF的合成是使用喷雾干燥过程来完成的。采用喷雾干燥技术提供了一种适合于大规模生产材料的合成方法。将最终包裹在氮掺杂多孔碳材料中的金属纳米粒子作为一种非均相催化剂，将其循环添加到环氧化物中，生成不含碳的碳酸盐化合物，该催化反应无需共催化剂和其他溶剂。此外，利用碳材料的磁性，将催化剂从反应混合物中分离出来，既简单又有利于催化剂的循环利用。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

1通过喷雾干燥制备Zn/Co ZIF材料。

2在验证了Zn/Co-ZIF结构后，应用不同的气氛和温度（表示为锌/钴-ZIF-X-Y，其中X=Ar，H2/Ar或空气，Y=C中的热解温度）对材料进行热分解，探究热分解条件对反应的影响。并在最佳热解条件制备了Zn/Co-ZIF催化材料。

3对比一系列碳材料和热分解金属前体，来验证热分解锌/钴-ZIF材料的独特催化性能。

4采用不同的环氧化物与Zn/Co-ZIF结合，寻找最适合二氧化碳转换的结合物。