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通過3D打印制備金屬-有機框架塊狀體

3D打印動態(tài)
2019
06/25
15:15
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作者:Gwendolyn J. H. Lim, Yue Wu, Bhuvan B. Shah, J. Justin Koh, Connie K.Liu, Dan Zhao, Anthony K. Cheetham, John Wang, and Jun Ding

金屬-有機框架(MOFs)由于具有結(jié)構(gòu)設(shè)計性以及功能可調(diào)性,近幾年來備受研究者們的廣泛關(guān)注。作為一種多孔晶態(tài)材料,MOFs在非均相催化、化學傳感、氣體存儲與分離等領(lǐng)域成為了研究熱點。MOFs通常以粉末形式合成,但是對于許多實際應(yīng)用還是需要塑造成容易處理的塊狀體。然而,傳統(tǒng)的成型方法(比如造粒)通常會導致MOFs的功能性(例如,孔徑的大小和分布,可及表面積)降低。針對該問題,具有制造復雜結(jié)構(gòu)能力的3D打印技術(shù)極具吸引力。近期,有研究人員利用擠出式3D打印技術(shù)制造出含有MOFs的塊狀體,但仍需要大量的添加劑。


圖1: 通過擠出式打印技術(shù)打印了HKUST-1gel, 制造了高稠密度和能夠自立的塊狀體


新加坡國立大學Prof. Jun Ding團隊在此工作中,通過擠出式打印技術(shù)打印了只含有乙醇和Cu3(BTC)2(BTC =1,3,5-benzenetricarboxylate)(也稱為HKUST-1)納米粒子的膠體凝膠,成功制造了高稠密度和能夠自立的塊狀體。更重要的是,打印后的產(chǎn)品保留了此MOF的孔隙率和可及表面積。3D打印出的HKUST-1,展現(xiàn)了超高的比表面積(1134 m2/g) 和高介孔體積。在HKUST-1的經(jīng)典應(yīng)用—儲存甲烷方面,3D打印出的HKUST-1也成功展現(xiàn)了可比或優(yōu)于其他塑造方法制造的HKUST-1塊狀體。


圖2: 3D打印后的產(chǎn)品保留了此MOF的孔隙率,展現(xiàn)了超高的比表面積(1134 m2/g)。


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