多尺度孔道型金属-有机框架材料气体储存与分离功能研究进展

摘要

综述了具有气体吸附和分离功能的多尺度孔道型金属-有机框架（MOFs）材料的研究背景及其在CO_2储存、分离和C_2H_2气体储存方面的应用.指出,具有不同孔道性质的MOFs材料对CO_2的储存与分离及C_2H_2气体储存方面的影响不同,可以通过控制MOFs材料孔道的尺寸、形状、孔道内的官能团来准确地控制其性能;同时,借助单晶衍射技术与原位表征手段（例如原位粉末衍射及红外光谱）可以考察合成材料的构效关系,从而指导MOFs材料的性能优化.然而,部分MOFs材料的水稳定性较差,如果使用含有疏水基团的有机配体及高价态的金属簇（例如Cr~（3＋）,Zr~（4＋）等）作为MOFs分子基构筑单元的方式,有望增强MOFs材料的水稳定性;MOFs材料对专一气体的吸附选择性还有待提升,或可通过设计合成具有动态吸附行为的MOFs材料得以实现.此外,利用分子模拟技术,未来有望真正地将材料的结构与功能提到设计层面,以节约研究成本.