氨(NH₃)是一种重要的化工原料，也是一种独特的无碳燃料，具有较高的氢能量密度。因此，NH₃的捕获、储存和解吸非常重要。然而，迄今为止，高容量捕获、低能量解吸和NH₃的选择性分离仍然极具挑战。

近日，河南师范大学Jianji Wang，华中科技大学Guang Feng由于MIL-53-(OH)₂对氨气具有良好的稳定性和与LiCl良好的相互作用，因此选择MIL-53-(OH)₂作为母体MOF，并采用简单的浸渍策略制备了一系列LiCl@MIL-53-(OH)₂材料，用于捕获和选择性分离NH₃，其中LiCl通过电荷转移和氢键固定在MIL-53-(OH)₂纳米孔中。

文章要点

1）令人惊讶的是，尽管纯LiCl和母体MOF在常压下的捕集能力都很低，但在1.0 bar和25 ℃下，含43.4 wt% LiCl/MOF复合材料对NH₃的捕集能力非常高(33.9 mmol/g，0.58 g/g)，远远高于目前报道的使用有机聚合物、无机多孔材料、MOF和共价有机骨架(COF)在相同条件下的捕获量。

2）NH₃的吸附是完全可逆的，经过15次吸附-解吸循环后，几乎没有吸附能力丧失。由于在低温(0.2 bar，27.8 mmol/g)和高温(80 ℃，12.2 mmol/g)条件下都具有良好的NH₃捕集能力，因此在25 ℃时，NH₃/N₂、80℃时的NH₃/CO₂和50℃时的NH₃/H₂O的分离系数分别为3571、30.3和15.6。

3）采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、粉末X射线衍射仪(PXRD)、X射线光电子能谱(XPS)和密度泛函理论(DFT)计算相结合的方法，研究了吸附和脱附过程及其机理。结果表明，LiCl在MIL-53-(OH)₂纳米孔中的高分散性、NH₃与Li⁺的配位以及NH₃与Cl^-的氢键的协同作用是获得优异性能的关键。

参考文献

Yunlei Shi, et al, Anchoring LiCl in the Nanopores of Metal-Organic Frameworks for Ultra-High Uptake and Selective Separation of Ammonia, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202212032

https://doi.org/10.1002/anie.202212032