我國(guó)MOF材料規(guī)?；a(chǎn)獲重大突破
在國(guó)際化工巨頭巴斯夫首次實(shí)現(xiàn)金屬有機(jī)框架（MOF）材料商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)后僅兩個(gè)多月，我國(guó)MOF材料規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)也取得重大突破。2024年新年伊始，藍(lán)廷新能源科技（浙江）有限公司宣布建成國(guó)內(nèi)首條MOF材料中試生產(chǎn)線，并合成出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，從而完成了MOF材料從實(shí)驗(yàn)室克級(jí)合成向批量生產(chǎn)的技術(shù)跨越。
圖為藍(lán)廷公司生產(chǎn)的MOF材料
藍(lán)廷公司執(zhí)行董事兼首席技術(shù)官吳大勇博士向記者透露，該公司當(dāng)前MOF材料中試驗(yàn)證線的年產(chǎn)能為10噸。公司計(jì)劃通過(guò)中試生產(chǎn)積累必要的數(shù)據(jù)、優(yōu)化年產(chǎn)百噸級(jí)MOF材料的產(chǎn)業(yè)化工藝方案。所產(chǎn)MOF材料將主要用于鋰離子電池電極和隔膜材料產(chǎn)品品類創(chuàng)新。
MOF材料也稱為多孔配位聚合物（PCPs），是由具有配位位點(diǎn)的金屬離子或離子簇與含氧（氮）的有機(jī)配體分子以自組裝的方式形成的一類超多孔材料，金屬通過(guò)有機(jī)連接體相互連接形成的多孔結(jié)構(gòu)是其獨(dú)有結(jié)構(gòu)。將不同的金屬和有機(jī)配體以不同的方式組合，可以得到具有特定結(jié)構(gòu)與孔道尺寸的材料，從而實(shí)現(xiàn)特定的性能。目前，科學(xué)家已經(jīng)設(shè)計(jì)了88000多個(gè)精確定制的MOF材料，在農(nóng)業(yè)、制藥等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景?？茖W(xué)界將MOF材料視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧现弧?/p>
MOF材料具有多孔結(jié)構(gòu)和超高比表面積，如果將1克MOF材料內(nèi)表面展開(kāi)，其面積比足球場(chǎng)還大。因此，MOF材料能夠檢測(cè)和捕獲微小濃度的物質(zhì)，從而可應(yīng)用于藥物載體制備、催化反應(yīng)、氣體儲(chǔ)存與分離、膜的制備等領(lǐng)域。當(dāng)用作藥物載體時(shí)，MOF材料可負(fù)載比普通載體更多的藥物分子，并可實(shí)現(xiàn)藥物的可控釋放，也可成為具有靶向功能的藥物載體。
圖為幾種經(jīng)典MOF材料的微觀結(jié)構(gòu)示意圖
MOF材料還可作為新型功能添加劑應(yīng)用于新一代鋰離子電池的電極材料和隔膜功能涂層中，在提高鋰離子電池的能量密度、快速充放電性能和安全性等方面發(fā)揮重要作用。研究表明，MOF材料可促進(jìn)鋰鹽解離，提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率；應(yīng)用于鋰硫電池，可以顯著提高硫利用率和循環(huán)壽命，抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)等問(wèn)題。
2023年10月，化工巨頭巴斯夫宣布成為全球首家實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)MOF材料的公司，年產(chǎn)量可達(dá)數(shù)百噸，同時(shí)宣稱具備定制化生產(chǎn)能力，可根據(jù)客戶需求和規(guī)格定制MOF材料并用于各種應(yīng)用和行業(yè)。
