多场景应用金属-有机骨架(MOF)材料综合推荐:高效捕集、集水与功能化平台材料

时间: 2025-12-11
作者: 百灵威
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多场景应用金属-有机骨架(MOF)材料综合推荐:高效捕集、集水与功能化平台材料-百灵威

在碳中和与可持续发展目标推进的背景下,高效吸附与分离材料已成为能源、环境、医疗等领域的研发热点。金属-有机骨架材料(MOFs)因其结构可调、孔隙率高、比表面积大及表面功能易修饰等优势,受到学术界与工业界的广泛关注。本文基于最新产品数据,系统梳理并推荐以下几款性能突出的MOF材料,为不同应用场景提供可靠的材料解决方案。

MOF-74系列:多金属中心的气体捕集与缓释载体

MOF-74系列是一类具有一维孔道、开放金属位点的高效吸附材料,不同金属中心可调控其吸附与稳定性能。

1. MOF-74(Mg)-1 / MOF-74(Mg)-2(CAS: 1565828-96-7)

两者均为镁基MOF-74材料,具备优异的二氧化碳与甲烷吸附性能,适用于碳捕集、天然气储存等领域。其纳米级颗粒形态与超高比表面积进一步提升了气体扩散与吸附动力学效率。此外,该材料在适度湿度下表现出良好的吸水性能,可用于大气水分捕获。MOF-74在水环境中的可控分解特性,也使其成为药物缓释载体的候选材料,适用于靶向递药系统。

2. MOF-74(Co)(CAS: 871658-67-2)

钴基MOF-74在保持高气体吸附容量的同时,具备良好的结构稳定性,尤其适用于含氧或潮湿环境下的气体分离过程。其孔道表面开放金属位点可选择性结合CO₂等极性分子,在烟道气捕集中具有潜在应用价值。

3. MOF-74(Ni)(CAS: 882977-00-6)

镍基MOF-74是目前少数已进行工业中试的MOF材料之一,其甲烷吸附性能突出,可用于车载或固定式天然气储存系统。该材料同样具备良好的集水能力与药物负载潜力,展现了MOF材料在能源-环境-生物医药跨领域应用的灵活性。

产品列表
品名 CAS 货号
MOF-74(Mg)-1, BET=900-1200 m2/g
MOF-74(镁)-1
1565828-96-7 9338841
MOF-74(Mg)-2, BET=1400-1600 m2/g
MOF-74(镁)-2
1565828-96-7 991900
Co-MOF-74, BET=800-1000 m2/g
Co-MOF-74
871658-67-2 950668
MOF-74-Ni, BET=700-1000 m2/g
MOF-74-镍
882977-00-6 9108359

MIL-53(Al)-FA:柔性骨架与多污染物协同吸附

MIL-53系列以其独特的呼吸效应著称,铝基变体MIL-53(Al)-FA在保持骨架柔性的同时,经过功能化修饰,进一步提升了其稳定性与吸附选择性。该材料已成功应用于天然气储存中试,并在低浓度CO₂捕集、挥发性有机物(VOCs)去除等方面表现出色。特别值得注意的是,其对氟离子具有特异性吸附能力,可用于含氟废水处理。表面可修饰性也为其在催化、传感、载药等方向的功能拓展提供了平台。

产品列表
品名 CAS 货号
MIL-53(Al)-FA, BET=700 - 900 m2/g
MIL-53(Al)-FA
1370461-06-5 9338344

CaCl₂@MOF-808:高性能复合集水材料

MOF-808是一种以锆为金属节点、均苯三甲酸为配体的稳定型MOF,其负载氯化钙后形成的CaCl₂@MOF-808复合材料,在大气水收集领域表现尤为突出。

· 卓越的集水性能:该材料在低湿度条件下(相对湿度20%~40%)仍能高效吸附水蒸气,其实际集水性能超越MOF-303、MOF-801等常用标准材料,特别适合干旱或半干旱地区的大气水收集。

· 极高的稳定性:锆基框架赋予材料优异的水热稳定性与化学稳定性,可在潮湿、弱酸/碱性环境中长期使用,寿命显著延长,降低了系统的维护成本。

· 多功能集成:除了集水,该材料还具备良好的气体(如CO₂、CH₄)吸附能力,并能催化过氧化氢分解制氧。表面丰富的Zr-OH位点易于进行后合成修饰,可进一步拓展其在催化、传感、药物递送等领域的应用。

· 实际应用场景:基于CaCl₂@MOF-808的大气水收集装置,可利用昼夜温差或太阳能驱动,在夜间吸附空气中的水分,在白天脱附产出纯净水,为解决干旱沿海、沙漠地区等缺水环境的饮用水问题提供了可持续的技术路径。

随着合成工艺的不断优化与成本下降,MOF材料正从实验室走向规模化应用。百灵威欢迎业界同仁深入交流,共同推进MOF材料在绿色化工、清洁能源与环境保护中的实际应用。

产品列表
品名 CAS 货号
CaCl2@MOF-808, At 20% humidity, the water absorption is 0.3-0.35 g/g, and at 30% humidity, it has a water absorption of 0.45-0.5 g/g. After filling, the BET is lower at 200-250 m2/g
CaCl2@MOF-808
/ 9480214
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