构建高度多孔和坚固的以结合的有机框架,用于高容量的清洁能源气体储存
Jia-Xin Wang1, Xu Zhang2, Chenghao Jiang1
1State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|August 13, 2024
概括
研究人员开发了一种强大的双壁结有机框架 (HOF),用于特殊的甲和储存. 这种新型材料,ZJU-HOF-5a,为能源应用提供了卓越的容量和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 超分子化学 超分子化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 开发用于高压气体储存的坚固多孔材料是具有挑战性的,因为传统的结有机框架 (HOF) 中的键具有固有的脆弱性.
- 现有的HOF往往缺乏必要的机械和化学稳定性,以满足诸如甲和储存等苛刻的应用.
研究的目的:
- 设计和合成一个高度多孔和坚固的HOF,具有增强的气体储存能力.
- 调查有助于提高新HOF材料的稳定性和性能的结构特征.
主要方法:
- 为了建造HOF,ZJU-HOF-5a,采用了一种新的双墙框架策略.
- 用单晶X射线衍射分析了含甲材料的结构.
- 进行了气体吸附测量,以评估在各种条件下的气和甲储存能力.
主要成果:
- ZJU-HOF-5a呈现出独特的双墙结构,最小化了相互穿透,提高了框架的稳固性,同时保持了高孔隙性.
- 该材料在HOF中实现了创纪录的表面积 (3102 m2g-1和1976 m2cm-3).
- 证明了异常的体积吸收 (43.6 g L-1 在77 K/100 bar) 和工作能力 (41.3 g L-1),以及令人印象深刻的甲储存能力 (187 cm3在270 K).
- 结构分析显示了丰富的超分子结合点和超高的多孔性,有助于高甲储存.
结论:
- 双墙式施工策略有效地提高了用于储气的HOF的坚固性和多孔性.
- 由于其卓越的性能,稳定性和疏水性,ZJU-HOF-5a代表了用于实际和甲储存应用的非常有前途的材料.
