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《Angewandte Chemie》:利用结构“缺陷”,有效改善金属有机框架捕获CO2的性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-08-09  来源:新材料在线  浏览次数:197
核心提示:缺陷一直以来都是消极的,不良的表现。但是,斯旺西大学能源安全研究所(ESRI)的研究人员提出了新的观点:在纳米多孔材料领域,
 
“缺陷”一直以来都是消极的,不良的表现。但是,斯旺西大学能源安全研究所(ESRI)的研究人员提出了新的观点:在纳米多孔材料领域,采用合理的方法,可实现对缺陷的良好利用。

 

金属有机框架

 

斯旺西大学的Marco Taddei博士领导的一个研究小组正在研究利用缺陷来调整金属有机骨架(一类类似于微观海绵的材料)的性质,以更好地捕获二氧化碳。

 

Taddei博士表示:“金属有机框架是一种非常有趣的材料,可用于捕获气体。此外,其特殊的结构可以在原子水平上操纵,使它们对某些气体有选择性,例如CO2。

 

“含有锆元素的MOF的结构与性能是非常特殊的,因为其结构可以承受许多缺陷而不会发生坍塌。我们认为这些缺陷能够发挥材料的性能。”

 

进一步的,研究人员研究缺陷如何参与一种被称为“合成后交换”的过程。该过程经过两步,即MOF最初合成,然后通过交换其结构的某些组分进行改性。研究团队使用核磁共振实时研究这一现象,使他们能够深入的理解缺陷在此过程中的作用。

 

该新研究成果发表在具有高度影响力的国际期刊Angewandte Chemie上。

 

“我们发现MOF结构中有缺陷的部位是非常活跃,并且以独特的方式影响材料的性质。” Taddei博士指出:“我们通过使用简易的技术来实现这一目标,是这项工作的亮点之一。”

 

ESRI研究

 

该项工作的合作者ESRI主任Andrew Barron教授表示:“在ESRI,我们的主要研究方向是清洁、安全且廉价的能源生产方式。但是,我们非常清楚应用研究的进展要基于通过对基本原理的深刻理解。该工作正朝着这个方向发展。”

 

虽然该研究是概念上的证明,但这些研究结果为未来的工作奠定了基础。研究人员希望与塔塔钢铁公司和科克大学合作,学习如何通过化学操控有缺陷的结构,开发具有CO2捕获性能的新材料。

 

斯旺西大学高级讲师,ESRI二氧化碳捕集与利用小组组长Enrico Andreoli博士表示:“减少能源生产和工业产生的二氧化碳排放,对于防止气候造成的严重后果至关重要。我们的目标是开发能够有效捕获二氧化碳的新材料,以及将二氧化碳转化为有价值产品的便捷工艺。

 

Taddei博士、Barron教授和Andreoli博士是第一届欧洲金属膦酸盐化学研讨会的组织者,该研讨会将于2018年9月19日在ESRI举行。

 

原文来自:PHYS.ORG,原文题目:Taming defects in nanoporous materials to put them to a good use,由材料科技在线团队翻译整理。

 
 
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