大連化物所多孔金屬有機骨架材料研究取得新進展

　　近日，中科院大連化學物理研究所孫立賢研究員領導的研究團隊在多孔金屬有機骨架材料研究取得新進展，研究成果已發表在Energy & Environmental Science（DOI: 10.1039/c1ee01380g）上，并將于11月作為封面文章正式發表。此前，孫立賢還受邀撰寫了三篇關于儲氫材料熱力學和動力學方面綜述文章。((1)中國科學:化學 2010，40 (09)，1243-1252；(2) Frontiers of Physics，2011，6(2)，151-161；(3) The Journal of Chemical Thermodynamics，2011，doi:10.1016/j.jct.2011.06.022.)

　　多孔金屬有機骨架材料（MOFs）是由金屬離子和含氧、氮等多齒有機配體通過配位鍵組裝而成的一維、二維或三維結構的材料。與傳統的無機多孔材料相比，MOFs材料由于其金屬離子和有機配體的選擇范圍更廣，因此可以設計合成具有多種多樣的結構形式和特性的材料。MOFs材料在氣體儲存、分離、催化、磁性等方面有著潛在的實際應用價值，引起了各國學者的廣泛關注，近幾年已成為新功能材料研究的熱點之一。

　　本研究通過改進方法合成了含有氨基修飾的金屬有機骨架材料（CAU-1），該材料具有較高的CO2吸附量和吸附熱，并且對于CO2和N2氣體，表現出非常高的吸附選擇性。在273K和1atm條件下，該材料的CO2吸附量高達7.2mmol/g, 是目前報道的最高吸附能力的MOFs之一。相比之下，CH4和N2吸附量分別只有1.34mmol/g和0.37mmol/g。在273K時，CO2/N2選擇性高達101:1。在低覆蓋度時，該材料的CO2吸附熱高達48kJ/mol。同時，在77K和30atm條件下，該材料能夠吸附4.0wt%氫氣。此外，該材料對低濃度甲醇表現極強的敏感性。

　　隨著“全球變暖”帶來的各種問題日漸凸顯，CO2作為一種溫室氣體，對人類生存環境有著嚴重的負面影響，但同時也是一種重要的資源和工業氣體，可以在許多方面造福于人類，如在食品、化工、醫藥等領域的應用。如何開發經濟高效的CO2捕集技術和封存技術，已成為各國政府關注的重點之一。此項研究成果將在二氧化碳捕集、氫氣儲存、甲醇檢測等方面呈現良好的應用前景。