用于生产沸石咪唑酸盐框架的绿色工艺的环境影响评估

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Environmental Impact Assessment of Green Protocols for the Production of Zeolitic Imidazolate Frameworks

　　沸石咪唑酯框架（ZIFs）绿色合成工艺的环境影响评估显示，ZIF-8的链接剂生产、ZIF-67的钴盐生产、ZIF-90的废溶剂处理是主要环境贡献者，其综合影响甚至超过铜和ITO等传统无机材料。本研究建立了首个晶体材料关键性评价指标，为可持续合成工艺开发提供量化依据。

　　

沸石咪唑酸盐框架（ZIFs）是一类独特的网状材料，在气体分离、能量存储、生物医学和催化领域具有重要应用。作为材料科学的一个普遍趋势，目前ZIFs的制备过程遵循12项绿色化学原则。然而，在这个阶段出现了一个重要的问题：这些合成的方法到底有多“绿色”，它们对环境的实际影响究竟有多大？为了解决这个问题，我们对最近开发的用于制备最重要的ZIF材料（ZIF-8、ZIF-67和ZIF-90）的绿色合成方法进行了从“摇篮到大门”（cradle-to-gate）的环境影响评估。为了识别潜在的环境影响热点，我们将整个合成过程分解为多个独立步骤，并计算了19个环境影响指标。其中，首次为这类网状材料确定了一个新的关键性评估指标。研究发现，ZIF-8的主要环境影响来源是连接剂的生产；ZIF-67的主要影响来源是钴盐的制备；而ZIF-90的主要影响来源是废溶剂的处理。总体而言，这些绿色合成方法的环境影响与常见的无机工业材料（如铜或氧化铟锡）相当或甚至更严重。这项工作为网状材料的生产指明了下一步的方向：基于对其环境影响的定量评估，开发可持续的合成方法。