研究揭示超吸附固体材料是“大力士”

发表于:2018-01-16 来源:科学网
关键词: 固体 超吸附材料

沙特阿拉伯物质化学家开发出一种超多孔固体,由金属离子和有机连接(一种金属有机框架MOF)拼接而成,可以在湿润环境中吸收膨胀到自重200%的重量。相关论文近日发表在《化学》杂志,该成果可以应用于调节湿度,特别是在飞机机舱和空调建筑等封闭环境中。

该论文高级作者、阿卜杜拉国王科技大学的Mohamed Eddaoudi说:“我对MOF的水容量超过现有的固体并不感到惊讶。MOF的模块化、超大的表面积和大孔隙容积,再加上控制孔隙表面功能和孔隙大小及形状的能力,使它成为节能和高效的湿度控制系统的潜在候选者。”

制造具有水解稳定性和能大量吸水的多孔超吸收材料具有挑战性,因为大多数多孔固体要么过于致密,要么对水反应过于活跃。Eddaoudi和合作者克服了这一难题,他们设计出Cr-soc-MOF-1,这是由羧基有机配体连接的铬离子组成的MOF,在保证了吸水力的同时也具有水解稳定性。

研究人员测试了该材料的水吸附性能,发现当相对湿度增加到55%时,其水吸附量也会逐渐增加,在相对湿度60%至75%时吸附力急剧攀升。并可达到最大容量(1.95 g/g),几乎是其自重的两倍。而且,在超过100个水蒸气吸附循环测试中,Cr-soc-MOF-1仍能保持其结构的完整性和性能。

“毫无疑问,在我看来,MOF的未来是光明的,唯一的限制将是科学家的想象力,找出在哪里可以有效地部署MOF。”Eddaoudi说。目前,研究人员正在开发相关湿度控制装置。

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