近日，鄂爾多斯實驗室綠色能源團隊在新型介質(zhì)框架材料領域取得重大突破，成功設計并合成一種具有獨特三維結構的晶態(tài)有機多孔材料，這一突破標志著多孔材料研究從基礎科學向能源轉(zhuǎn)化應用邁出關鍵一步。相關成果發(fā)表于《材料科學》。

作為晶態(tài)多孔材料領域的前沿探索，晶態(tài)有機框架材料因兼具高穩(wěn)定性與可設計性，成為當前能源與環(huán)境領域的研究熱點。綠色能源團隊經(jīng)過持續(xù)科研攻關，創(chuàng)新性地采用[12+3]縮合反應策略，通過空間位阻型三蝶烯-12-醛與平面三連接芳香胺的席夫堿縮合反應，在領域內(nèi)首次成功制備出具有“aea”拓撲結構的新型三維框架材料—3D-OLC-aea-COF。這種材料在77K氮氣吸-脫附實驗條件下展現(xiàn)出典型微孔特征，其二氧化碳吸附量在273K和298K時分別達到90.9 mg/g和51.3 mg/g，處于領域內(nèi)較高水平。

“該材料不僅在二氧化碳捕獲領域展現(xiàn)出卓越性能，更通過精準的結構設計得到了一種罕見的籠狀結構，其結構特征可能適用于二氧化碳加氫制可持續(xù)航空燃料，碳捕集、利用與封存及空氣中直接捕捉二氧化碳等技術。”綠色能源團隊李宗龍博士介紹，籠狀結構因其封閉空腔特性，在“分子吸附位點調(diào)控”“傳質(zhì)方向控制”及“尺寸篩分”方面擁有潛在的應用優(yōu)勢，為存儲材料和納米反應器開發(fā)等領域提供了新的可能。與此同時，3D-OLC-aea-COF突破了籠狀結構搭建存在的預制籠尺寸受限和后組裝籠高連通性導致限域效應不足的雙重瓶頸。

鄂爾多斯實驗室綠色能源團隊集結了產(chǎn)、學、研三方面的科研人才，90后成員占比高達93%。團隊圍繞二氧化碳加氫合成可持續(xù)航空燃料的應用基礎研究與產(chǎn)業(yè)化實踐，專注于突破分子層面的二氧化碳加氫高效催化轉(zhuǎn)化、顆粒層面的多相流動調(diào)控與傳遞增強、系統(tǒng)層面的反應-循環(huán)-分離工藝集成等核心技術瓶頸，實現(xiàn)了二氧化碳加氫制可持續(xù)航空燃料技術由概念到實驗室再到中試驗證。

目前，該團隊正在鄂爾多斯建設世界首套萬噸級工業(yè)示范項目，該技術在保證國家空天領域能源安全與實現(xiàn)世界航空工業(yè)凈零排放方面具有重大戰(zhàn)略意義。作為參與全球頂尖科技競爭的中堅力量，鄂爾多斯實驗室正以領先技術成果與創(chuàng)新方案，為高端可持續(xù)能源領域貢獻智慧力量。