汇总:MOF新成果!

学术   2024-11-12 10:01   广东  

材料人网产品板块致力于收录有价值的新材料成果。欢迎课题组和企业前往网站发布。近期产品库收录的关于MOF的新思路、新方法如下,部分成果摘录自高校及科研单位官网报道。

1、杨四海最新Nat. Mater.:用于痕量苯吸附的MOFs
北京大学/曼彻斯特大学杨四海教授Nature Materials上发表了题为“Trace benzene capture by decoration of structural defects in metal-organic framework materials”的论文,报道了通过引入二价单原子位点来修饰MIL-125-缺陷中的结构缺陷(缺失的金属中心),以获得一系列双金属材料MIL-125-X(X=Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)来控制孔隙化学。在298 K时,MIL-125-Zn在1.2 mbar和0.12 mbar下的苯吸收率分别为7.63 mmol g-1和5.33 mmol g-1,对多孔固体具有明确的吸附作用。突破性实验结果表明,即使暴露在潮湿环境中,也能从空气中去除痕量苯(从5 ppm降至 < 0.5 ppm)。通过衍射、散射和光谱分析,可以观察到低压下苯与缺陷和开放Zn(II)位点的结合。这项研究强调了精确调控孔隙化学对于设计高效去除空气污染物的吸附剂的重要性。

2、MOF/COF大神,再发Nature!
美国加利福尼亚大学伯克利分校Omar M. Yaghi以及德国柏林洪堡大学Joachim Sauer团队联合在Nature顶刊发题为“Carbon dioxide capture from open air using covalent organic frameworks”的最新发现。他们提出了一种新型的多孔结晶共价有机框架(COF-999),并通过在其孔隙中共价附着胺引发剂后合成聚胺,增强了CO2的捕获能力。研究结果表明,COF-999在400 ppm CO2浓度下能够实现高达2.05 mmol/g的捕获容量,并且在50%相对湿度下经过100次吸附-脱附循环后,仍保持稳定的性能。此外,该材料再生温度仅为60°C,展现了其在实际条件下的优越性。

3、南开大学卜显和院士/曹墨源研究员AM:MOFs蜘蛛丝=空气集水+调湿!
南开大学卜显和院士、曹墨源研究员(通讯作者)等人受自然界中蜘蛛纺丝启发,发展了一种水体系界面交联提拉成丝(ICD)的方法制备MOFs丝。通过ICD组装策略,得到的丝中MOFs含量可高达90%。相比粉末形态,一维纤维状结构有效提高了水汽吸附的动力学。MOFs丝可以通过简单的表面浸渍与炭黑(CB)复合,实现后续高效光热驱动的水脱附。并且,组装过程中还可以与电热丝复合,通过水汽吸附与电热释放实现湿度调控。相关研究成果近日以“Engineering hygroscopic MOF-based silk via bioinspired interfacial assembly for fast moisture manipulation”为题发表在国际期刊Advanced Materials上,第一作者为南开大学材料科学与工程学院博士生程明仁。

4、湘潭大学费俊杰CEJ:MOF材料与生物质碳材料的复合及其在电化学传感器中的应用
湘潭大学费俊杰教授课题组利用木质素制备了衍生的多孔碳纳米片(LPC-700),然后通过原位生长技术制备了在LPC-700上合成了NiCo-MOF制备了LPC-700@NiCo-MOF纳米复合材料。最后,将LPC-700@NiCo-MOF修饰到丝网印刷电极(SPE)上制备了用于检测BPA的LPC-700@NiCo-MOF/SPE传感器。该传感器的最低检出限低至4.9 × 10−8 M,线性范围2.0 × 10−7 to 1.4 × 10−5 M,并通过DFT理论进一步证明了双金属NiCo-MOF具有更好的电化学性能和对BPA的吸附效果,同时揭示了BPA分子的电催化机理。文章以“Modulation of metal centers of MOF in-situ grown on lignin-derived carbon to enhance adsorption capacity and electrochemical sensing performance for bisphenol A”为题发表在Chemical Engineering Journal上。
图1.(AB) Ni-MOF、(C-D) Co-MOF、(E-G) NiCo-MOF、(H-I) LPC-700、(J-L) LPC-700@NiCo-MOF的SEM和TEM图像。(M-R)LPC-700@NiCo-MOF的EDS映射图像。

5、浙江大学Science: 你见过MOF“贴纸”吗?
浙江大学化学工程与生物工程学院赵俊杰研究团队受到图灵结构的启发,提出了一种全新的褶皱MOF薄膜,该膜可以像贴纸一样随意转移到任意衬底,解决了MOF材料又脆又硬的毛病。团队开发了一种新的限域界面合成技术,利用"反应-扩散"机制精确调控,成功制备了具有丰富图灵图案的褶皱型MOF薄膜。这种薄膜不仅具备了优异的可拉伸性,还实现了即插即用的功能,为MOF材料在分离膜、柔性电子等高技术领域的应用开辟了新的路线。
图1、制备具有图灵图案的褶皱MOF薄膜的限域界面合成方法,可实现即插即用集成

6、牛津大学Nat. Mater.:拓扑无序设计增强MOFs的弹性稳定性
牛津大学的Andrew L. Goodwin教授强调了拓扑结构在MOF机械性能中的重要性。TRUMOF-1是一种具有非周期性网络拓扑的MOF,研究表明这种结构可以有效提高材料的弹性稳定性,避免传统MOF在高压下的脆弱性。该工作采用了变压单晶X射线衍射等先进技术来研究TRUMOF-1在高压下的行为,结合粗粒化晶格动力学模型,探讨了其在不同压力下的机械响应和压缩机制。这项工作探索和理解新型MOF材料在高压条件下的机械性能,特别是通过非周期性拓扑结构来提高弹性稳定性,为MOF的设计和应用提供新的思路和方法。
图1、MOF-5和TRUMOF-1结构的组装 © 2024 Springer Nature Limited


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