JACS:调控结构增强MOF的渗透能转化
纳米技术 纳米 2024-04-20

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对于MOF合成过程中可控的构筑结构缺陷是个非常大的挑战,因此对不同类型的缺陷的类型和分布情况进行鉴定非常重要。

有鉴于此,阿卜杜拉国王科技大学赖志平教授阿卜杜拉国王科技大学/华南理工大学韩宇教授通过:2-磺酰基对苯二甲酸作为配体合成Zr/Hf-MOF,并且通过混合溶剂策略能够实现调控晶体结构,方便的将晶体结构由常见的fcu变为罕见的jmt结构,通过形成新型结构实现优异的渗透能转化。

本文要点

(1)

得到的jmt相的特征是开放的框架结构,通过引入缺陷得到的这种jmt结构可以看成是fcu的衍生结构。通过超低剂量HRTEM表征技术鉴定两种MOF晶相、两晶相的中间相、以及形成的核壳结构。

(2)

修饰在MOF内的磺酰基团不仅有助于晶相控制,而且能够影响离子选择性,因此应用于制备混合基质膜进行渗透能。当盐的浓度梯度为50倍(NaCl: 0.5 M|0.01 M),含有jmt相MOF的膜实现高达10.08 W m-2的峰值功率密度,这个数据超过了能够商业化的临界值(5 W m-2),这种优异的性能归因于较大的孔径、延展的孔结构、丰富的磺酰基团。

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参考文献

Zhiping Lai*, and Yu Han*, Phase Engineering of Zirconium MOFs Enables Efficient Osmotic Energy Conversion: Structural Evolution Unveiled by Direct Imaging, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c00716

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c00716

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