具有超高表面积的金属有机框架材料:天空是限制吗?
Omar K Farha1, Ibrahim Eryazici, Nak Cheon Jeong
1Department of Chemistry and International Institute for Nanotechnology, Northwestern University, 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208-3113, USA. o-farha@northwestern.edu
Journal of the American Chemical Society
|August 22, 2012
概括
研究人员使用超临界二氧化碳激活开发了具有创纪录表面积的新金属有机框架 (MOF) 材料. 计算研究表明,MOF可以通过优化链接器实现更高的表面积.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学 化学 化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 金属有机框架 (MOF) 是具有多种应用的晶体多孔材料.
- 在MOF中获得高表面积对于许多应用至关重要,例如气体储存和催化.
- 以前的MOF设计具有理论上的表面积限制.
研究的目的:
- 合成和表征具有超高表面积的新型MOF材料.
- 调查超临界CO2激活在保持孔隙完整性的作用.
- 以计算方式探索不同链接单位的MOF的理论表面积极限.
主要方法:
- 合成和描述两个新的MOF材料.
- Brunauer-Emmett-Teller (BET) 分析用于确定表面积.
- 超临界CO2激活技术用于溶剂疏散.
- 计算模拟用于验证材料行为并预测理论极限.
主要成果:
- 实现了迄今为止 (~7000 m2/g) 孔隙材料的最高的实验布鲁纳uer-Emmett-Teller (BET) 表面积.
- 超临界CO2激活成功地防止了溶剂填充的MOF中的孔塌.
- 计算建模表明,使用乙链接剂与基相比,使用乙链接剂的假设最大表面积 (~14600 m2/g或更大) 要大得多 (~10500 m2/g).
结论:
- 合成的新型MOF表现出前所未有的表面积.
- 超临界CO2激活是进入MOF中超高表面积的关键技术.
- MOF设计可以进一步优化,以适应比以前认为可能的更高的表面积.
