近日,中科院宁波材料所陈亮课题组承担的新型杂化金属有机骨架材料设计及其电子结构与构效关系研究项目取得了重大突破,开发的新型金属—有机骨架材料有望在气体吸附、分离等领域取代传统的活性炭材料。
相比于活性炭材料,该材料具有更高的比表面积和可调节的孔径结构,在气体吸附、存储、分离、催化及传感等领域具有很好的应用前景。课题组在对该材料金属位点进行过渡金属掺杂改性后,在国际上首次将其与有机硅合成杂化膜材料,相比于颗粒状的多孔吸附材料,这种杂化膜更有应用前景。例如在页岩气提纯工艺中,杂化膜能够充分利用二氧化碳和甲烷分子直径不同的特点,对两者进行分离。更为重要的是,金属—有机骨架材料与有机硅制备的杂化膜厚度十分“薄”,仅为50~150纳米,从而保证了气体透过性好、效率高,相比于传统的变压吸附等气体分离技术,极大地节约了能耗,降低了工艺复杂度。