新型儲氫用金屬有機框架材料

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美國加州大學的研究人員合成了一種鎳基金屬-有機框架材料，具有良好的室溫儲氫性能。

金屬氫化物等常見的儲氫材料通常需要低溫或高壓條件，儲氫容量較低，活化能較高。金屬-有機框架材料具有結構高度可調、高表面積、良好的氣體吸附性等特點，可用於儲氫。然而，目前還沒有金屬-有機框架材料能達到美國能源部對儲氫材料結合焓和容量的要求。研究人員先將間苯二酚和碳酸氫鉀粉末充分混合，隨後置於250℃的高壓反應釜中反應，產物經濃鹽酸處理後得到4,6二氧-1,3對苯二甲酸酯（H4（m-dobdc））；然後將H4（m-dobdc）與氯化鈷/氯化鎳加入甲醇和二甲基甲醯胺的混合溶液中，於120℃下反應得到鈷基/鎳基金屬-有機框架材料。

通過中子衍射和紅外光譜對儲氫性能進行表徵，結果發現：鈷基和鎳基金屬-有機框架材料均具有良好的室溫儲氫能力，但鎳基金屬-有機框架材料的儲氫容量高於鈷基材料，這是由於鎳基金屬-有機框架材料的微孔中含有七個氫氣結合位點；這種材料在-75℃~25℃、5~100bar下的儲氫密度為23.0g/L，25℃、5~100bar的儲氫密度為11.0g/L。

這種鎳基金屬-有機框架材料可在常溫下高效儲氫，可用於汽車、艦艇等的儲氫設備。

（藍海星）

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