金屬-有機框架材料在石化環保領域的應用

王成鴻，孟凡寧，魏昕，曹田田，欒金義

（1中國石油化工股份有限公司北京化工研究院環境保護研究所，北京100013；2中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院催化裂化催化劑研究室，北京100083）

金屬-有機框架（metal-organic framework，MOF）是一種新型的無機-有機雜化晶體材料[1-2]。這類材料由無機金屬節點（金屬離子或金屬簇）和有機連接配體通過配位作用形成具有周期性的網格結構[1]。近年來，MOF材料一直是全球范圍內的研究熱點，受到科學界與工業界的廣泛關注[1,3-4]。

相較于傳統多孔材料（如活性炭、金屬氧化物顆粒、分子篩等），MOF材料具有更高的比表面積及孔隙率、更復雜多樣的結構組成、更開放可供修飾的活性位點，且理論上通過使用不同的金屬或有機配體，可以得到成千上萬種不同功能的MOF 材料[1-2]。值得一提的是，MOF 材料擁有當前已知多孔材料中最大的比表面積。文獻報道的MOF-200和MOF-210 材料，比表面積高達10400m2/g[1,3]，接近多孔固體材料比表面積的極限值。這一系列顯著的優勢使得MOF 材料在多個領域具有良好的應用前景，表1總結了MOF材料在能源工程、化學工業、生物醫療、傳感傳導等學科中的具體應用[3-5]。

表1 MOF材料的潛在應用領域

近年來，隨著石化領域的大力發展和國家相應環保法規的陸續出臺，石化領域的環境污染問題已成為行業關注的熱點。石油化工生產過程中所涉及的“廢氣、廢水、固體廢棄物”不僅對環境危害極大，若不及時處理，還會直接影響一定范圍內居住人群的生活質量和生命健康[6]?！?br>