阿姆斯特丹大學製造出可以選擇性吸附CO2的新型水穩定金屬有機框架

阿姆斯特丹大學研究優先領域可持續化學方面的研究人員開發了一種能夠選擇性吸附CO2的新型多孔材料。在「無機化學前沿」雜誌（「基於金屬有機框架在水穩性鹼土中選擇性吸附CO2」）中，他們介紹了由團隊負責人Stefania Grecea博士領導設計的水穩定金屬有機框架（MOF），為從電廠排放中有效分離二氧化碳鋪平了道路。

由於發電站，車輛，工廠和人們日常生活燃燒化石燃料造成的二氧化碳排放量的增加，這和氣候變化有關。為有效的降低大氣中二氧化碳的濃度，選擇地將CO2從電廠排放中排除是一種不錯的方法。多孔材料對CO2的物理吸附為過濾CO2提供了一種經濟可行的方法。與目前使用的化學吸附方法相比，這種方法中再生吸附劑需要更少的能量。

新型鈣基金屬有機框架的分子結構，可以看到小的CO 2分子被吸附在微孔材料的通道（綠色透明）內。（圖片來源：HIMS）

在阿姆斯特丹大學研究優先領域可持續化學（UvA）的Stefania Grecea博士開發了製造多孔材料的合成方法，從而實現有效的吸附分離CO2。

現在，Grecea及其合作者在「無機化學前沿」雜誌中提出了一種水穩定性金屬有機框架，該框架可以選擇性吸附CO2 與N2混合物中的CO2。該研究是由博士研究生唐逸文、UvA計算化學組的David Dubbeldam博士、美國Lawrence Berkeley國家實驗室的Simon Teat博士和塞普勒斯大學的Anastasios Tasiopoulos教授合作完成。

金屬有機框架

金屬有機框架（MOF）是存在由有機配體連接的金屬離子（或金屬離子簇）的結晶微孔材料。因為金屬有機框架的孔表面可以很容易地官能化的調整各種氣體分子的相互作用，它是一種非常有前景的氣體分離材料。這種材料還具有非常高的表面積，可提供最佳的選擇性和容量。此外，金屬有機框架在高的吸附容量，使用壽命和再生能量需求之間具有很好的綜合性能。

UvA團隊設計了一系列使用靈活的有機連接器與鹼金屬離子結合的金屬有機框架，這些離子儲量豐富，重量輕，成本低。研究表明，當客體分子被移除時，這些金屬有機框架的三維結構會縮小。對於鈣基材料，這種特定的行為導致對於CO 2分子的向N 2的擴散阻力大於的N 2向CO2的擴散阻力。

選擇性和水穩性

唐逸文進行的實驗研究和David Dubbeldam博士進行的理論計算證實了金屬有機框架對CO2/N2選擇性大大高於已報道的其他材料。除此之外，對有機連接體的特殊設計保護鈣離子免受水分子的攻擊。因此，新的金屬有機框架材料也具有非常高的濕度穩定性。

Grecea博士說，該研究為開發低成本和無毒材料開闢了新的途徑，不僅用於二氧化碳分離，還用於其他氣體分離。目前，她的團隊正在進一步提高新型金屬有機框架的水穩定性，並開發適用於各種分子分離的穩定鹼土金屬有機框架的通用合成路線。

文章來自nanowerk，原文標題為A novel, water-stable metal-organic framework for selective CO2 adsorption，由新材料在線團隊在線翻譯整理。

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