當前位置: 華文星空 > 知識

求大佬講講MOFs材料的儲氫原理(最好用基礎的普通化學知識講解)?

2021-11-17知識

金屬有機框架材料MOFs是由 金屬離子 [1] 有機配體 [2] 透過絡合作用(配位鍵)自組裝形成的具有周期性網路結構的多孔材料。MOFs基多孔碳材料由於其疏水性、良好的熱穩定性、機械穩定性、化學惰性和較高的物理吸附能力可以用於 氫氣儲存

一種MOFs材料(MIL-100(Al))的合成示意圖。

簡單來說 ,MOFs主要是透過物理吸附和化學吸附來儲存氫氣的,其一,MOFs材料可以提供很大的內部空間以及內表面,氫氣的落腳點很多。其二,MOFs材料中的金屬離子或者有機配體與氫氣之間存在作用力,來依附氫氣。

  • 比表面積:MOFs材料比表面積大,相當於給氫氣提供了很大的容身場地。
  • 作用力:MOFs材料中的金屬離子或有機配體與氫氣形成作用力,把氫氣牢牢固定在場地裏面。
  • 嚴格來說 ,這裏面涉及到表面吸附 [3] 的知識,我這裏稍微給題主做一下擴充套件,如果不正確之處也歡迎大家指正。吸附作用可以分為兩種:物理吸附和化學吸附。

    1. 物理吸附 主要靠分子間作用力,即範德華力實作的。由於這種作用力較弱,對分子結構影響不大,可把物理吸附看成凝聚現象。
    2. 化學吸附 靠化學鍵力(靜電和共價鍵力)實作的。

    參考

    1. ^ 在MOFs材料裏面,我們稱為節點。
    2. ^ 在MOFs材料裏面,我們稱為連線體。
    3. ^ 當瓦斯與固體表面接觸時,固體表面上瓦斯的濃度高於氣相主體濃度。