微孔性金属有機構造体Mn3 (Mn4Cl) 3 (BTT) 8 (CH3OH) 10のカタオン交換変種における高エンタルピー水素吸収2

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 化学 化学は化学です.
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー

背景:

• メタル・オーガニック・フレームワーク (MOF) は,ガス貯蔵アプリケーションに有望である.
• マイクロ孔性のMOFは,吸収のための大きな表面積を提供します.
• MOFプロパティのチューニングは,パフォーマンスを最適化するための鍵です.

研究 の 目的:

• カチオン交換による新しい同構造MOFの合成と特徴付け.
• これらの新材料の水素 (H2) 貯蔵能力を評価する.
• MOF構造内のH2結合相互作用を調査する.

主な方法:

• Mn3[(Mn4Cl) 3(BTT) 8(CH3OH) [10]2でMn2+を用いたイオン交換反応は,様々な金属カチオン (Li+, Cu+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+) を含む.
• 溶解安定性試験について.
• 低温 (77K) H2吸附測定 900トロールで実施しました.
• ゼロカバーでのアドソルプション測定のイソステリック熱.

主要な成果:

• 溶解まで安定した同構造枠組化合物 (1-M) の形成.
• 高 H2 貯蔵容量は 2.00 から 2.29 wt % に及ぶ.
• H2結合強度の変動 (2 kJ/molの差) は,金属中心の相互作用に起因する.
• コバルト交換化合物 (1-Co2+) は,微孔性MOFに対して,アドソルプションの初期エンタルピー (10.5kJ/mol) が最高であった.

結論:

• カチオン交換は,H2貯蔵のための調節可能で安定したMOFを作成するための効果的な方法です.
• 観測されたH2結合エンタルピーは,不飽和金属中心との相互作用と相関しています.
• Co2+交換されたMOFは,この材料クラスにおけるH2吸収の新たな基準となる.