超临界处理是金属有机框架材料中获得高内部表面积和永久微孔性的途径
Andrew P Nelson1, Omar K Farha, Karen L Mulfort
1Department of Chemistry and International Institute for Nanotechnology, Northwestern University, 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 26, 2008
概括
超临界二氧化碳 (ScD) 处理显著增加了金属有机框架 (MOF) 的气体可访问的表面积. 这种激活方法通过防止孔隙崩来提高MOF的性能,这对于各种应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 金属有机框架 (MOF) 是具有高表面积的先进多孔材料.
- 优化MOF表面积对于它们在气体储存和催化等应用中的性能至关重要.
- 传统的激活方法有时会导致毛孔缩,降低有效性.
研究的目的:
- 调查液态和超临界二氧化碳 (ScD) 处理对MOFs气体可访问表面积的影响.
- 为了确定SCD激活是否可以提高MOF属性与传统方法相比.
- 探索SCD在MOF激活中的功效背后的机制.
主要方法:
- 使用液态和超临界二氧化碳 (ScD) 处理了四种具有代表性的金属有机框架 (MOF) 材料.
- 在加工前和加工后进行了气体可访问表面积测量.
- 分析的重点是确定孔隙性和结构完整性的变化.
主要成果:
- 对所有四种MOF来说,ScD处理导致气体可访问的表面积大幅增加,其中一些显示高达1200%的增强.
- 初步证据表明,SCD激活抑制了中粒孔的崩.
- 这种抑制保留了微孔的可访问性,从而改善了表面积.
结论:
- 超临界二氧化碳 (ScD) 是金属有机框架 (MOF) 的高效激活剂.
- ScD处理显著最大化了MOFs的气体可访问的表面积.
- 防止中孔崩是观察到的表面积增强的可能机制,为应用优化MOF.
