研究揭示超吸附材料是“大力士”

hanghgong

沙特阿拉伯物质化学家开发出一种超多孔固体，由金属离子和有机连接（一种金属有机框架MOF）拼接而成，可以在湿润环境中吸收膨胀到自重200%的重量。相关论文近日发表在《化学》杂志，该成果可以应用于调节湿度，特别是在飞机机舱和空调建筑等封闭环境中。

该论文高级作者、阿卜杜拉国王科技大学的Mohamed Eddaoudi说：“我对MOF的水容量超过现有的固体并不感到惊讶。MOF的模块化、超大的表面积和大孔隙容积，再加上控制孔隙表面功能和孔隙大小及形状的能力，使它成为节能和高效的湿度控制系统的潜在候选者。”

制造具有水解稳定性和能大量吸水的多孔超吸收材料具有挑战性，因为大多数多孔固体要么过于致密，要么对水反应过于活跃。Eddaoudi和合作者克服了这一难题，他们设计出Cr-soc-MOF-1，这是由羧基有机配体连接的铬离子组成的MOF，在保证了吸水力的同时也具有水解稳定性。

研究人员测试了该材料的水吸附性能，发现当相对湿度增加到55%时，其水吸附量也会逐渐增加，在相对湿度60%至75%时吸附力急剧攀升。并可达到最大容量(1.95 g/g)，几乎是其自重的两倍。而且，在超过100个水蒸气吸附循环测试中，Cr-soc-MOF-1仍能保持其结构的完整性和性能。

“毫无疑问，在我看来，MOF的未来是光明的，唯一的限制将是科学家的想象力，找出在哪里可以有效地部署MOF。”Eddaoudi说。目前，研究人员正在开发相关湿度控制装置。