近日,我院赵祯霞团队在高效热脱附MOFs泡沫构筑及其对CO2吸脱附性能同步强化研究方面取得突破。相关研究成果以“Thermal-Conductive MOFs@BN Self-Supporting Foams for Synchronously Boosting CO2 Adsorption/Desorption”为题发表在国际材料领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》。该论文的第一作者为我院博士研究生李胜,通讯作者为我院赵祯霞教授。
当前,MOFs与导热、泡沫材料结合,能提升吸/脱附效率,但低比表面积客体材料的引入可能会削弱MOFs的吸附特性,界面热阻也限制热脱附效率提高。如何合理构筑高热脱附效率的MOFs复合材料,同步强化CO2吸/脱附性能,仍是MOFs在CO2捕集领域的挑战。
针对这一挑战,我院赵祯霞团队提出一种适用于HKUST-1、MIL-100(Fe)和ZIF-8等典型MOFs的“自支撑泡沫”策略。BNNS和MOFs晶体分别作为“钢筋”和“砂石”相互支撑,并利用PEI作为“水泥”进行粘合交联,成功制备了具有稳定自支撑结构的导热MOFs泡沫。这种自支撑泡沫策略不仅解决了传统MOFs泡沫对聚合物材料的大量依赖导致MOFs原有吸附性能损失的问题,而且MOFs与BNNS之间紧密粘接形成了连续的导热网络,使其CO2吸/脱附性能得到了同步强化。
该研究得到了国家自然科学基金和广西自然科学基金等项目的资助。