在金属有机框架中观察可逆顺序过渡 - 离子液体纳米复合材料相变材料
Vahid Nozari1, Ayda Nemati Vesali Azar1, Roman Sajzew1
1Otto Schott Institute of Materials Research, University of Jena, 07743, Jena, Germany.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 26, 2024
概括
研究人员在离子液体 (IL) 和金属有机框架 (MOF) 复合材料中发现了一种独特的顺序过渡. 这种过渡发生在220°C左右,为热能存储应用提供了广泛的超级冷却范围和显著的潜热.
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:
- 含有离子液体 (IL) 的金属有机框架 (MOF) 复合材料在气体分离,离子导电和混合玻璃形成方面表现有前途.
- 了解这些复合材料的热性能和相变对于它们的实际应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究一个IL@MOF复合材料中的顺序过渡现象.
- 描述与此过渡相关的热性质和结构变化.
- 探索IL@MOF复合材料用于热能存储的潜力.
主要方法:
- 合成CuBTC (铜二-1,3,5-三碳酸盐) MOF和[EMIM][TFSI] (1-乙基-3-甲基利米达二) 胺) IL.
- 制作IL@MOF复合材料.
- 在现场结构分析和在热循环过程中对复合材料的监测.
- 差分扫描热量计 (DSC) 用于确定过渡温度,超冷却范围和潜在热量.
主要成果:
- 在[EMIM][TFSI]@[CuBTC]复合物中观察到一个顺序过渡,在纯IL或MOF中不存在.
- 过渡发生在220°C左右,表现出一个扩展的超级冷却范围和显著的潜热容量.
- 结构分析揭示了IL分子和Cu轮之间的静电相互作用,导致低温下孔对称性下降.
- 这些相互作用在过渡温度以上的可逆释放导致复合物的体积膨胀.
结论:
- IL@MOF复合材料具有独特的顺序过渡,具有热能储存的潜力.
- ILs和MOFs之间的静电相互作用决定了观察到的过渡和热特性.
- MOF和IL的可调性性质为设计先进的功能材料提供了一条途径.
