MOF材料绿色合成有新途径

时间：2020-12-21 14:02:08来源：中国化工报

打破产率低下技术瓶颈减少生产过程二次污染

中化新网讯 12月14日，记者在采访太原理工大学化学化工学院副教授薛春峰时了解到，薛春峰研究团队在金属有机骨架材料MOF-199制备领域取得重大突破，打破现有工业合成MOF-199产率低下、副产物多、废液处理等问题限制，为制备MOF-199找到一种可持续的绿色合成方法。

为消除副产物对MOF-199产率的影响，该研究团队提出一种通过引入氢氧化钠间接接触副产物的策略(AISB)，为MOF-199设计了一条可持续的无废排放合成途径。

据薛春峰介绍，在该合成体系中，氢氧化钠能够很好地捕获并固定从反应体系内挥发出来的副产物，增强了整个反应过程动力，从而获得更高产率。氢氧化钠与副产物接触后生成的产物易提纯回收，为资源的回收和利用提供了可持续技术，减少了对环境造成的二次污染。

“MOF-199是由均苯三甲酸与硝酸铜配位聚合而成，在传统的工业合成中，其反应过程中会产生酸性较强的硝酸。MOF-199作为一种弱酸弱碱盐，在强酸中是难以存在的。此外，合成过程中产生的副产物也会阻碍MOF-199生成，导致MOF-199产率偏低，制约了其在材料领域的发展。”薛春峰介绍。

为应对上述挑战，薛春峰研究团队基于前期在多孔功能材料绿色合成方面的积累，设计了一种在碱间接诱导转移副产物的策略，实现了MOF-199的高产能合成，使其干基产率达到97.3%。薛春峰进一步介绍说：“该反应过程没有任何中间产物的积累，选择性高、产物单一，后续分离纯化简单，以氢氧化铜代替氢氧化钠，则能够与副产物一起转化成原料反应物进行回收利用，同时母液可以直接作为溶剂合成MOF-199，达到无废排放的效果。”

“通过进一步的技术攻关，该团队在实验室已完成了MOF的放大实验，为实现吨级日产能奠定了基础。”薛春峰表示，接下来团队希望能够和企业进行合作，加快科研成果转化。

MOF材料作为一种重要的新型多孔材料，在催化、储能和分离中都有广泛应用。下一步，团队将着眼于更为复杂多样的材料合成过程中产生的易挥发酸性物质，继续利用碱间接诱导副产物这一策略，加强反应动力，高产率合成高质量的材料，实现反应可持续，从根本上减少生产过程的二次污染。