據悉, 沙特阿拉伯物質化學家開發出一種超多孔固體,由金屬離子和有機連接(一種金屬有機框架MOF)拼接而成,可以在濕潤環境中吸收膨脹到自重200%的重量。相關論文近日發表在《化學》雜志,該成果可以應用于調節濕度,特別是在飛機機艙和空調建筑等封閉環境中。
該論文高級作者、阿卜杜拉國王科技大學的Mohamed Eddaoudi說:“我對MOF的水容量超過現有的固體并不感到驚訝。MOF的模塊化、超大的表面積和大孔隙容積,再加上控制孔隙表面功能和孔隙大小及形狀的能力,使它成為節能和高效的濕度控制系統的潛在候選者。”
制造具有水解穩定性和能大量吸水的多孔超吸收材料具有挑戰性,因為大多數多孔固體要么過于致密,要么對水反應過于活躍。Eddaoudi和合作者克服了這一難題,他們設計出Cr-soc-MOF-1,這是由羧基有機配體連接的鉻離子組成的MOF,在保證了吸水力的同時也具有水解穩定性。
研究人員測試了該材料的水吸附性能,發現當相對濕度增加到55%時,其水吸附量也會逐漸增加,在相對濕度60%至75%時吸附力急劇攀升。并可達到最大容量(1.95 g/g),幾乎是其自重的兩倍。而且,在超過100個水蒸氣吸附循環測試中,Cr-soc-MOF-1仍能保持其結構的完整性和性能。
“毫無疑問,在我看來,MOF的未來是光明的,唯一的限制將是科學家的想象力,找出在哪里可以有效地部署MOF。”Eddaoudi說。目前,研究人員正在開發相關濕度控制裝置。 |