新闻网讯（通信员周旭）北京时候11月8日，Science在线颁发了武汉年夜学化学与份子科学学院汪成传授团队关在超高比概况共价有机框架材料用在甲烷吸附的最新研究功效，论文题为“Ultrahigh–surfacearea covalent organic frameworks for methane adsorption”。武汉年夜学2024届博士卒业生尹颖和博士研究生章雅（北年夜联培）、周旭为论文配合第一作者，汪成传授与北京年夜学孙俊良传授为配合通信作者，武汉年夜学桂波副研究员、上海科技年夜学章跃标传授和博士研究生王稳启和姜闻涛为配合作者。武汉年夜学为第一签名单元。

从左至右：周旭、桂波、汪成、尹颖、章雅

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自然气（首要成份为甲烷）储量丰硕且碳排放较低，是一种可以替换传统化石燃料来实现碳中和方针的主要过渡燃料。今朝，高密度自然气贮存首要为液化自然气和紧缩自然气，存在本钱高、能耗年夜和平安隐患等问题。比拟之下，吸附自然气手艺操纵甲烷吸附剂在相对低压下实现高效存储，为车载运输利用供给了一种平安、经济、环保的存储替换方案。当前已有年夜量孔材料的甲烷吸附研究，但因为难以同时统筹质量容量和体积容量，其机能仍难以知足适用要求。理论阐发注解，机能优良的甲烷吸附多孔材料应具有高比概况积（ 4000 m2g-1）和适合孔径（0.8-1.5 nm）。共价有机框架（COF）是一类由有机份子修建基元经由过程共价成键组装、在二维或三维标的目的上构成的新型晶态多孔材料。因为其固有的多孔性和共价键连特征，假如合成超高比概况COF，可作为一种具有高不变性的甲烷吸附剂。从布局上看，相较在二维层状系统，三维COF凡是具有更高比概况积。但是，三维COF的合成和布局表征面对庞大挑战，并且常见的框架互穿问题会显著下降其概况积。是以，构建具有超高比概况和适合孔径的微孔三维COF以实现甲烷高密度存储利用，意义重年夜但极具挑战性。

汪成团队以六毗连立体节点与三角形份子为前体进行缩聚反映，成功设计合成了两种席夫碱毗连的超高比概况微孔三维COF（3D-TFB-COF-Me/Et）。经由过程三维电子衍射进行布局解析发现，两种三维COF均具有一种罕有的自互锁拓扑布局（alb-3,6-Ccc2）。因为避免了常见穿插拓扑布局中的慎密聚积，使框架孔径减小的同时又包管修建单位的充实表露，两种COF均表示出超高的质量比概况（~4400m2g-1）和体积比概况（~1900 m2cm-3）和适合的微孔孔径（1.1 nm）。甲烷吸附尝试注解，这两种COF均具有优良的高压甲烷吸附机能，如在298 K和100 bar压力下，3D-TFB-COF-Et的质量吸附容量为429 mg g-1，体积吸附容量则到达264 cm3(STP) cm-3。更主要的是，在298 K和5-100 bar压力下，3D-TFB-COF-Et的甲烷体积工作容量跨越了今朝报导的所有晶态多孔材料。此研究不但证实了COF在能源气体贮存方面的重年夜利用潜力，还为修建同时兼具高质量比概况和体积比概况的多孔材料供给了主要指点。

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该工作获得了国度天然科学基金卓异青年科学基金项目、结合基金重点撑持项目、面上项目和湖北省天然科学基金立异群体项目标帮助和武汉年夜学科研公共办事前提平台的撑持。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr0936

汪成课题组链接：http://chengwang.whu.edu.cn/

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