基于金属有机骨架材料MIL-101的二氧化碳吸附计的制备及其性能研究文献综述
2020-04-29 07:04
金属有机骨架材料的研究进展 摘要: CO2作为主要的温室气体之一,对温室效应的贡献达60%。
高效捕集CO2成为当前研究的热点。
传统的碳捕集方法为胺溶液化学吸收法,存在再生能耗大、对设备腐蚀性强、吸收剂易流失等缺点,限制了其进一步应用. 近年来,吸附法以其设备工艺流程简单,能耗低、性能稳定、易再生等优点越来越受到关注。
目前,用于碳捕集的固体吸附材料研究多集中于活性炭、沸石分子筛、硅基介孔材料、金属有机骨架材料等多孔材料,活性炭和沸石分子筛存在吸附容量低、选择性不佳和再生困难等问题。
MOFs作为一种新型的多孔固体材料,因具超大的比表面积、发达的孔隙结构、孔径尺寸可调、良好的化学稳定性和热稳定性,在气体吸附分离方面具有巨大的应用潜力。
关键词:金属有机骨架材料、吸附分离、智能响应材料 1.引言 近年来,由于科学技术的飞速发展,研究者开发出了各式各样的有机材料与无机材料,其中在众多的先进材料中,金属有机骨架材料由于其优异的性能受到广大科研工作者的重点关注。
金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料,又称为金属有机配位聚合物( Coordination Polymer),是通过金属离子和有机配体经过配位自组装形成的超分子网络结构化合物,并呈现出许多优异的物理性质与化学性质,如孔隙率高、比表面积大、独特的配位结构以及微孔尺寸和结构可调等性质,在气体的吸附、分离、药物释放以及催化等领域有着十分良好的应用前景。
图1.几种金属有机骨架材料 2.MOFs材料国内外研究进展 首次报道MOFs材料是在1995年由法国的Yaghi教授课题组首次合成,从使用二价铜离子和4,4'-联吡啶合成了金刚烷型的网状结构MOF-1,拓扑呈ths型,提出利用分子基本组件或次级基本组件(Secondary Building Block,SBU)来构筑MOF结构。
到其中最出名的MOF-5,这来自于他们1999年发表在Nature 上的文章。
这个结构使用了锌离子和1,4-对苯二甲酸,SBU变成了四核锌正立方体型配位,拓扑呈pcu型。
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