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背景介紹

  金屬有機骨架(MOF)是由有機配體與金屬或金屬團簇通過配位鍵連接而形成。據(jù)劍橋結構數(shù)據(jù)庫(CSD)報道，MOF結構的數(shù)量已超過10萬個。這些結構主要是基于過渡金屬或鑭系金屬。相比之下，基于堿金屬的MOF很少被報道，特別是穩(wěn)定的多孔結構。這是因為溶劑分子容易與堿金屬進行配位，從而易形成低維配位聚合物或不穩(wěn)定的三維堿金屬MOF結構。但基于堿金屬的MOF材料由于密度較小，在氣體吸附等方面具有一定應用優(yōu)勢。

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 在這項工作中，作者利用八羧酸有機配體（H₈ETTBPDC），成功合成了一例穩(wěn)固且具有高孔容的Na-MOF，命名為HIAM-111。HIAM-111在多種有機溶劑中都很穩(wěn)定，在高溫活化后仍能保持其結構完整性。通過77K氮氣吸附測試計算出其BET比表面積高達1561 m²/g，遠高于此前已報道的基于堿金屬的MOF材料。單組分氣體吸附測試顯示，HIAM-111對C₂H₂和C₂H₆的吸附能力明顯優(yōu)于C₂H₄，與先前報道的吸附劑相比，它具有相對較高的吸附能力。多組分穿透測試實驗證實了HIAM-111可以從C₂H₂/C₂H₆/C₂H₄混合物中一步提純C₂H₄。

圖文解析

要點：Na與配體羧酸上的氧連接形成四核Na₄(COO)₈的SBU。HIAM-111的晶體結構中無機團簇相互連接形成一維梯形陣列，沿b軸延伸，通過八羧酸配體連接形成具有一維孔道的三維結構。拓撲分析顯示總體結構是一個新的拓撲結構，可以簡化為6,7,8-c三節(jié)點網(wǎng)絡，其中6-c和8-c代表兩個不同的有機配體，7-c代表Na₄簇。

要點：HIAM-111在活化后結構依然保持穩(wěn)定。在77K下，HIAM-111的N₂吸附表現(xiàn)出典型的I型曲線，BET表面積為1561m²/g。連續(xù)五次吸附-解吸循環(huán)后未顯示出顯著的吸附量損失，表明HIAM-111具有較好的穩(wěn)定性和循環(huán)性能。

要點：單組分吸附測試顯示，在1bar和298K下，HIAM-111對C₂H₆和C₂H₂的吸附容量分別為112.17和108.88 cm³/g，高于C₂H₄的吸附容量（88.79 cm³/g），表明HIAM-111對C₂H6和C₂H₂的吸附優(yōu)于對C₂H₄的吸附。值得注意的是，C₂H₆的吸附容量和C₂H₆/C₂H₄吸選擇性是用于C₂三元混合物分離的性能最好的吸附劑之一。同時作者還探索了CO₂在HIAM-111上的吸附，在298K和1bar下，CO₂的吸附容量為57.22cm³/g，比C₂H₂的吸附容量低。多組分動態(tài)穿透試驗證實了HIAM-111可以從C₂H₂/C₂H₆/C₂H₄混合物中一步提純C₂H₄，并且可以有效分離C₂H₂/CO₂。

總結與展望

 總之，作者通過使用八羧酸有機配體，成功地合成了一個穩(wěn)固的Na-MOF，HIAM-111，其具有全新的拓撲結構。HIAM-111在活化后依舊穩(wěn)定存在并具有超過了所有先前報道的堿金屬基MOFs的比表面積。HIAM-111證明了通過C₂H₂和C₂H₆相對于C₂H₄的優(yōu)先吸附一步分離C₂H₂/C₂H₄/C₂H₆的能力。基于此，作者認為使用多羧酸的有機配體更容易合成具有高孔隙率的穩(wěn)定堿金屬基MOF。

全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c11260

深職大霍夫曼先進材料研究院王浩研究員課題組誠聘博士后

1、王浩研究員課題組鏈接：https://hiam.szpt.edu.cn/info/1163/1024.htm

課題組二維碼

2、應聘條件：

（1）年齡35周歲以下，博士畢業(yè)兩年內；

（2）已獲得或即將獲得材料、化學等相關專業(yè)博士學位，具有以下研究背景之一：晶態(tài)多孔材料（MOFs、HOF、COF、分子篩等）合成及結構、氣體吸附與分離、膜材料與氣體/蒸汽分離、晶體材料與光電轉換；

（3）有較強的英語閱讀和寫作能力，較強的理論與相應專業(yè)背景，以第一作者發(fā)表過中科院SCI二區(qū)以上研究論文。

3、工作條件：霍夫曼先進材料研究院自有材料合成和表征方面的儀器設備價值超過6000萬元，均為近五年購置，包括SC-XRD、PXRD、SEM、TEM-AMF、NMR、GC-MS、PL等；課題組具有全套吸附相關儀器，包括氣體吸附儀、蒸汽吸附儀（體積法、重量法）、多組分穿透測試儀等；課題組科研經(jīng)費充足，可滿足博士后科研、參加國內外會議差旅等方面的需求。

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5、應聘方式：請將簡歷發(fā)送至：[email protected]。

6、本招聘長期有效。