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晶态多孔材料CPM研究成果不断增多 在催化、分离领域前景广阔

2021-10-21 17:52      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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晶态多孔材料CPM研究成果不断增多 在催化、分离领域前景广阔

  晶态多孔材料(CPM),主要包括沸石、金属有机框架材料(MOFs)、共价有机框架材料(COFs)、多孔有机笼(POCs)、金属有机笼(MOCs)等。根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年晶态多孔材料(CPM)行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,晶态多孔材料具有孔隙率高、比表面积大、结构多样化等优点,可广泛应用在催化、吸附、分离、提纯等领域。
 
  从催化领域来看,催化工艺在化学工业中不可或缺,高效催化剂的开发极受关注,晶态多孔材料凭借其突出优点,在催化反应用中应用广泛。晶态多孔材料可单独作为催化剂使用,也可以与金属、合金、金属氧化物、多酸等材料相结合,制备新型催化剂。这类催化剂由于将晶态多孔材料与其他材料的优势相结合,取长补短,催化效果得到提高,并可以实现形状/位点选择催化、串联多步催化等效果。
 
  晶态多孔材料还可以与酶相结合制备催化剂。酶的稳定性较弱,在工作时对环境的要求较高,其应用受到一定限制,可加入添加剂稳定其性能,但会导致其活性下降。并且,酶作为催化剂使用时,会添加金属离子等激活剂,受相容性、工作环境要求不同等因素影响,酶的催化效果较差。酶与晶态多孔材料相结合,例如将酶负载到MOFs中,其催化性能够得到大幅提高。
 
  在分离、提纯工艺中,膜是重要材料,但晶态多孔材料机械性能及加工性能差,无法制造成膜。将柔性高分子材料与晶态多孔材料相结合,可大幅提升晶态多孔材料的机械性能与加工性能,能够制造成膜。2020年10月,南开大学化学学院课题组系统总结了晶态多孔材料与高分子通过强相互作用(共价键或配位键)构建复合材料的研究进展,文章发表在《ANGEW》上。
 
  乙烯、丙烯、丙烷是重要的有机化工原料,全球每年需求量大,在制备高纯度产品时,分离工艺需要消耗大量能源。2021年9月,浙江理工大学材料科学与工程学院科学家,通过采用新兴晶态多孔材料——氢键有机框架材料(HOFs),对丙烯和丙烷气体分子进行吸附分离,可大幅降低能耗。
 
  新思界行业分析人士表示,无论是从催化领域来看,还是从吸附、分离、提纯领域来看,晶态多孔材料在降本增效方面均具有明显优势,并且这两大领域市场空间大,晶态多孔材料未来具有广阔发展前景。我国晶态多孔材料相关研究成果不断增多,政策对行业发展也极为重视,“十四五”国家重点研发计划“催化科学”重点专项中,基于晶态孔材料的仿酶催化体系研究被列入,将进一步推动行业发展。
 
关键字: 晶态多孔材料 CPM