北京理工大學研究人員制出吸附PM2.5的材料

最近北京理工大學的王博團隊引起了外界的密集關注，這主要源于發(fā)表于《自然》雜志上的一篇報道：北京理工大學王博教授團隊，將金屬有機骨架化合物（Metal-OrganicFramework，MOFs）用于空氣過濾凈化。經(jīng)實驗室檢測，室溫下，該材料對PM2.5的濾出率可以達到99.5%。

MOF是一大類新型無機材料與有機高分子單體的原子級別復合物。宏觀世界的框架，離不開“中心點”以及通過中心點連接的“梁”。微觀世界，同樣如此。各種無機金屬離子或團簇與有機分子直接聚合，結成三維的有序的網(wǎng)絡框架結構。這類材料具有發(fā)達的納米級孔道，以一個MOF材料為例，其孔道為1.12nm。

可以想象一下，MOFs織成一張立體的網(wǎng)，網(wǎng)上布滿了密密麻麻的微小孔洞，科研人員精心調(diào)整它的尺寸、形狀或者結構，以篩分不同類型的分子。這些微觀框架的“梁”上，可以加上不同性質(zhì)的官能團。比如，若帶上堿性官能團，它就能更“大力”地把酸性氣體“拽”進來。

MOF的一大優(yōu)勢，是比表面積大。以其中的一類MOF材料為例，1g這種材料如果內(nèi)表面全部展開，可以鋪展到8000m2，覆蓋一個標準足球場。比表面積大，意味著材料的孔多；孔多，能吸附的氣體也就多，因此，人們也管MOF叫分子海綿，用它來儲存氣體。

PM2.5成分復雜，它實際上是一種氣溶膠，含有液體、揮發(fā)性有機化合物（VOC）、以及固體，這恰好給了新型的MOF膜（MOFilter）發(fā)揮作用的機會。王博團隊研發(fā)的這種新型材料，會先用MOFilter的自身靜電荷捕捉PM2.5，堿性官能團將助攻液體分子及VOC掉進孔洞。這樣一來，留在材料表面的，就是失去了“隊友”的PM2.5中的固體，拿水即可清理。王博教授透露，這將不只是一項實驗室研究，今年就會有應用這種材料的產(chǎn)品問世。