高连接的第三级金属有机框架平台:合成,结构和甲储存能力
Jie Zhou1, Ya-Nan Ma1, Yu-Feng Zhang2
1Shaanxi Key Laboratory of New Concept Sensors and Molecular Materials, Key Laboratory of Applied Surface and Colloid Chemistry of Ministry of Education, School of Chemistry & Chemical Engineering, Shaanxi Normal University, Xi'an 710119, China.
Journal of the American Chemical Society
|June 11, 2025
概括
研究人员开发了一种新型的金属有机框架 (MOF) 以有效地储存甲. 这种新材料克服了重力测量和体积测量能力之间的权衡,为天然气车辆提供了高性能.
科学领域:
- 材料科学
- 化学学
- 化学工程
背景情况:
- 在单一的金属有机框架 (MOF) 中储存高重度和体积的甲对于天然气车辆至关重要.
- 在多孔材料中,通常存在重量计和体积计甲吸附能力之间的权衡.
研究的目的:
- 设计和合成一种能够同时储存高重度和体积甲的新型MOF平台.
- 克服现有的多孔材料内在的甲储存能力的局限性.
主要方法:
- 合成一种新型的胺-碳酸连接体,并与三元铁和二碳酸连接剂结合.
- 使用双溶剂和双调节器溶热方法建造一个9C三元MOF平台.
- 通过多步溶剂交换和超临界CO2干燥激活MOF,然后进行高压甲吸附试验.
主要成果:
- 一系列具有 ncb 型拓网络和双孔层次的 MOF 已成功合成.
- 激活材料具有高孔径 (孔径 > 1.90 cm3 g-1),表面积 (重量计 > 4800 m2 g-1 ,体积计 > 1600 m2 cm-3).
- Fe-ncb-TPDC-II MOF 在 273 K 和 80 bar 的温度下实现了 0.533 g g−1 (重力) 和 232 cm3 (STP) cm−3 (体积) 的异常甲储存容量.
结论:
- 开发的MOF平台有效地解决了存储甲的重力度和体积的权衡问题.
- 与其他多孔材料相比,Fe-ncb-TPDC-II MOF 在类似条件下表现出更高的性能.
- 这种进步为天然气作为汽车燃料的实际应用带来了巨大的潜力.
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