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超强吸附剂MOF在水中的吸附量是原来的两倍

来源:盖德化工网时间:2018-01-23 13:54:20

聚贸资讯:沙特阿拉伯王国的材料化学家开发了一种超级多孔固体,它是由金属离子和有机连接剂(一种金属有机框架,简称MOF)组成的,在大气湿度中可吸收其自身重量的200%。该技术于1月11日在《化学》期刊上发表,可应用于调节湿度水平,特别是在飞机机舱和空调建筑等密闭环境中。


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阿卜杜拉国王科技大学的资深作者Mohamed Eddaoudi说:“MOFs在其吸水能力上超过了现有的固体,我对此并不感到惊讶。”“MOFs的模块化、超高比的表面积和大的孔隙体积,再加上控制孔表面官能度、孔径大小和形状的能力,使得MOFs成为节能高效、经济有效的湿度控制系统的候选对象。


永久多孔的高吸水材料,结合必要的水解稳定性和显著的吸水性,是具有挑战性的,因为大多数多孔的固体要么太稠密,要么太容易反应,不适合于水。Eddaoudi和他的合作者解决了这个问题,他们设计了Cr-soc-MOF-1,这是一个由羧酸盐基有机配体连接在一起的铬离子构成的MOF,这些配体留下了清晰的笼和通道供水收集。铬离子以双齿方式固定在羧基上,形成刚性六羧酸氧三核铬(III)团簇,确保生成的Cr-soc-MOF-1吸附剂具有所需的水解稳定性。


研究人员测试了Cr-soc-MOF-1的吸水特性,发现随着相对湿度增加到55%,吸附水量逐渐增加,随后在60%-75%的相对湿度之间急剧增加。在这一点上,MOF达到了它的最大容量,在吸附水中它可以捕获几乎两倍于它的重量(1.95克/克)。显然,Cr-soc-MOF-1在100多个测试水蒸气吸附-解吸循环中保持其结构完整性和性能。


现在,研究人员已经有了一种可以很容易调节湿度的材料(吸收和吸收),他们正在合作开发一种方法来创建湿度控制装置。


Eddaoudi说:“在20年的时间里,MOFs并不稳定,只是结构简单的MOFs,它们具有前所未有的水解稳定性和与能源安全和环境可持续性相关的特殊特性。”“毫无疑问,我认为MOFs的未来是光明的,唯一的限制是科学家对MOFs在哪里可以有效和高效的部署的想象力。”

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