JACS：调控结构增强MOF的渗透能转化

纳米技术

2024-04-20

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等通过: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。

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