【材料】《德國應用化學》:利用特殊籠狀多孔結構高密度儲存甲烷分子

2021-03-02 X-MOL資訊

甲烷（天然氣）是替代石油成為汽車發動機清潔燃料最有吸引力的候選者之一。但是它在標準大氣壓下較低的體積能量密度限制了其實際應用。近年來，利用金屬有機框架（MOF）或多孔配位聚合物（PCP）材料的物理吸附儲存甲烷已經被證明是比傳統的液化或壓縮方式更加低能耗及安全的手段。目前具有最高的甲烷體積儲存量（例如：65 bar時239-267 cm3(STP) cm-3）的框架材料都藉助於不飽和金屬位點（OMS）對甲烷的強吸附作用。

近期，中山大學的張杰鵬教授團隊報導了一例利用具有八面體及立方八面體籠狀結構的PCP，具有極高的甲烷體積儲存量（263 cm3(STP) cm-3，65 bar，298 K）及吸附焓（21.6 kJ mol-1）。計算機理論模擬表明，該結構中的單壁納米籠具有十分合適的尺寸/形狀及有機吸附位點，促使甲烷分子的高效吸附和高密度堆積（理論最高堆積密度可達0.481 g cm-3，甚至超過液態甲烷密度0.423 g cm-3）。


上述研究成果發表在近期的《Angew. Chem., Int. Ed.》上。

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201511006

原文標題：A Metal–Organic Framework with a Pore Size/Shape Suitable for Strong Binding and Close Packing of Methane

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