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福建物構所穩定MOF材料研究獲進展

儀表研發 2020年02月21日 17:22:26 來源:福建物質結構研究所人氣:15347
  【儀表網 儀表研發】金屬有機框架材料(metal-organic frameworks, 簡稱MOFs)具有高結晶性、高孔隙率、結構可調控等特點。然而,構筑超穩定的MOFs材料使其能夠滿足某些苛刻的應用環境則是該領域中的研究熱點和研究難點之一。
 
  在國家自然科學基金項目、中國科學院戰略性先導科技專項、前沿科學重點研究項目等的資助下,中科院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室曹榮課題組和劉天賦課題組合作,設計合成兩例具有同拓撲結構、框架分別為電正性(PFC-8)和電中性(PFC-9)的MOFs材料。通過對比兩種MOFs材料的化學穩定性可以發現,電正性框架在微環境當中對同種電荷的物種具有相互排斥的靜電作用,從而顯著提高材料的穩定性。因此,電正性的MOFs材料可以在濃鹽酸中浸泡301天和在王水當中浸泡86天后依然保持其骨架的完整性;此外該材料能夠在海水和雙氧水當中穩定存在至少30天。鑒于該MOFs材料骨架帶正電荷和本征微孔的特點,作者利用簡單的離子交換的方法可將PdCl42-引入到框架當中。之后,通過還原得到微小鈀納米顆均勻分散的MOFs復合材料。該材料可以高效催化甲酸分解產氫反應。相關結果發表在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed)上。
 
  該工作為設計合成穩定MOFs材料提供了新的思路,拓展了該材料的應用范圍,為發展穩定材料及材料在苛刻條件下的多功能性提供了重要參考。
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