已经大量研究了能够在吸附相中存储相对大量的干燥甲烷(CH4)的多孔MOFs,但是尚未发现以水合物形式将CH4固定在MOFs的狭窄孔中。
近日,西班牙阿利坎特大学Joaquin Silvestre-Albero,沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学Youssef Belmabkhout报道了一种合理的方法,通过利用水解稳定的MOF在相对狭窄的空腔中的最佳孔隙限制来形成CH4水合物。
文章要点
1)研究人员第一次分离出具有sI结构的甲烷水合物(MH)纳米晶体,该sI结构封装在具有最佳腔尺寸的MOF孔内。
2)通过在Cr-soc-MOF-1和Y-shp-MOF-5上进行的实验案例研究,研究人员发现,受限纳米晶体需要略大于MHs晶胞尺寸(1.2 nm)的空腔。
3)以MH形式储存在Cr-soc-MoF-1孔内的过量甲烷,在10 MPa下比相应的干吸附量高出50%。更重要的是,与干式Cr-soc-MOF-1上传统的甲烷吸附相储存相比,驱动甲烷储存/输送过程的压力梯度可以大大降低(≤为3 MPa vs.10 MPa)。
Carlos Cuadrado-Collados, et al, Quest for an optimal methane hydrates formation in the pores of hydrolytically stable MOFs, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c01459
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c01459