在具有无声开放金属位点的超微孔金属有机框架中吸附

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) 是气体储存的有希望的材料.
• 了解MOF中的气体吸附机制对于开发高效的存储解决方案至关重要.
• 超微性MOF为选择性气体吸附提供了独特的特性.

研究的目的:

• 为了研究一种新型超微性MOF的 (H2) 吸附性质,[Ni3(pzdc) 2 ((ade) 2 ((H2O) 4) ·2.18H2O.
• 阐明开放金属位点和孔隙特征在H2吸附中的作用.
• 为了确定合成的MOF的H2吸收能力和亲和力.

主要方法:

• 合成和激活超微的MOF [Ni3 (pzdc) 2 (ade) 2].
• 现场一氧化碳加载和传输红外光谱学,以确定开放的Ni (II) 站点.
• 布鲁纳尔-埃梅特-泰勒 (BET) 表面积和孔隙大小分析.
• 低温 (77 K) 吸附测量. 在低温 (77 K) 中测量吸附.
• 在现场进行H2加载实验和分子模拟.

主要成果:

• 激活的MOF,Ni3 (pzdc) 2 (ade) 2),具有BET表面积为160 m2/g,孔径为0.67 nm.
• 在低压下观察到显著的H2吸收 (1.93 mmol/g在0.04 bar),在2.11 mmol/g时达到和.
• MOF对H2具有很高的亲和力,其确定的值为9.7 ± 1.0 kJ/mol.
• 分子模拟和现场实验证实,H2不会与开放的Ni (II) 位点结合.

结论:

• 高的H2亲和力主要归因于MOF的孔径大小,形状和功能,而不是开放的Ni (II) 位点.
• 这种MOF证明了高效的储能应用的潜力.
• 这些发现提供了对超微性材料中气体吸附机制的见解.