诺贝尔奖认可与产业化突破 - 2025年诺贝尔化学奖授予MOF材料开发者，标志着该材料获得最高学术认可，有望加速产业化进程 [2] - 巴斯夫于2023年10月10日宣布成为全球首家实现MOF商业化规模生产的公司，年产量可达数百吨 [2] - 几乎同步，广东碳语新材料有限公司官宣实现MOF量产，成为国内首家实现MOF量产的科技创新型企业 [2] MOF材料的基本特性与优势 - MOF是由金属离子/簇与有机配体通过自组装形成的多孔化合物，结构可为一维、二维或三维 [3] - 其最显著特点是孔隙结构，孔隙率可达90%以上，赋予材料极大的比表面积，例如MIL-101的比表面积高达5900 m²/g [8] - 材料具备极强的结构可调控性，可通过调整配方和工艺定制化调节孔隙率、孔径等性质，实现定向功能 [9] MOF材料的合成方法 - 合成方法多样，包括机械化学法、溶剂热法、喷雾干燥法等，其中后三者最具大规模生产潜力 [10] - 机械化学法操作简单、绿色环保但反应速率不易控制；溶剂热法所得晶体质量高但条件苛刻、成本高；喷雾干燥法可快速连续生产，被视为最可能实现量产的工艺 [12] - 可通过改变反应条件、原料种类与配比等方式对MOF产物结构进行调控 [12] MOF材料的应用领域 - 气体储存与分离：凭借高孔隙率，MOF可用于氢气、甲烷储存及二氧化碳捕集，相比传统高压或深冷储气具有常温常压操作、储气量大、质量轻等优势 [15][16] - 能源领域：可作为电极材料用于双电层电容器，或作为电池隔膜用于锂离子/锂硫电池，提高循环稳定性与能量效率 [18] - 水处理与获取：可用于工业废水与海水净化，回收贵金属；并能从空气中吸附水蒸气并释放液态水，实现淡水获取 [20] - 其他应用：作为药物递送载体实现精准释放；作为荧光探针用于传感检测；作为催化剂应用于制氢、污水处理等领域 [21]