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單晶 MOF 是指具有單晶結(jié)構(gòu)的金屬有機框架材料。它是由金屬離子或金屬簇與有機配體通過配位鍵連接而成的多孔晶體材料，具有高度有序的單一晶體結(jié)構(gòu)，相比多晶 MOF，缺陷濃度低，能展現(xiàn)出更優(yōu)異的性能34。
單晶 MOF 一般應(yīng)用于以下行業(yè)：
氣體吸附與分離行業(yè)：利用其高比表面積和可調(diào)孔徑，高效吸附和存儲氫氣、甲烷、二氧化碳等氣體，也可實現(xiàn)對氮氣、氧氣、乙烯、乙烷等氣體的分離和純化，在清潔能源利用、溫室氣體減排及工業(yè)氣體分離方面作用重大。
催化行業(yè)：金屬中心和有機配體提供豐富活性位點，可用于催化裂化、氧化還原、水煤氣變換等化學反應(yīng)，加速反應(yīng)進程并提高選擇性。
傳感行業(yè)：對氨氣、一氧化氮、揮發(fā)性有機物等有害氣體能快速識別和定量分析，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)安全領(lǐng)域。
生物醫(yī)學行業(yè)：可保護和定向釋放抗癌藥物、基因、酶等生物分子，在藥物輸送和生物醫(yī)學成像等方面有潛在應(yīng)用價值。
單晶 MOF 在新能源上的最新應(yīng)用有：在電化學儲能方面，通過調(diào)節(jié)化學組成和拓撲結(jié)構(gòu)，作為電極材料或與其他材料復(fù)合，能提升超級電容器的比電容和倍率性能，提高鋰離子電池的比容量和循環(huán)壽命。例如復(fù)旦大學化學系報道的在石墨烯表面外延生長 MOF 單晶（GMOF），顯示出與石墨烯更強的層間電子耦合作用，顯著提升了電化學反應(yīng)中的電荷轉(zhuǎn)移效率。在電催化方面，二維 MOF 在電催化水分解制氫等反應(yīng)中前景良好，其大活性比表面積、獨特孔結(jié)構(gòu)、豐富金屬活性位點等特性，有助于提高電催化反應(yīng)效率。
那艾實驗室小型噴霧干燥機用于制備單晶的案例：
UiO-66-NH₂的制備：通過噴霧干燥、連續(xù)流輔助方法，以水為溶劑合成 UiO-66-NH₂。調(diào)節(jié)劑乙酸可影響反應(yīng)動力學，通過控制乙酸的量，能優(yōu)化 UiO-66-NH₂球形微球的水溶液生產(chǎn)。在 40g 規(guī)模下，以 85% 的收率得到 BET 表面積為 1270m²/g 的產(chǎn)品5。
富馬酸鋯（MOF-801）的制備：采用噴霧干燥、連續(xù)流輔助的水基合成方法成功合成富馬酸鋯（MOF-801）。該方法實現(xiàn)了 MOF 材料的綠色、可擴展合成，為 MOF 材料的大規(guī)模生產(chǎn)提供了一種可行的途徑5。
ZIF-8 的制備：利用噴霧干燥工藝制備出具有空心多晶結(jié)構(gòu)的 ZIF-8。該方法先產(chǎn)生一種無定形鋅絡(luò)合物，經(jīng)極性有機溶劑活化處理后發(fā)生非晶到晶體的轉(zhuǎn)變。所制備的空心多晶 ZIF-8 在吸附性能上有顯著提升，為 ZIF-8 在氣體吸附分離等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更好的材料基礎(chǔ)。
噴霧干燥是以單一工序?qū)⑷芤骸⑷闈嵋骸腋∫汉蜐{狀物料瞬間干燥成粉狀或顆粒狀產(chǎn)品。工藝過程簡單、干燥溫和特別適合熱敏性物料，還可以快速工業(yè)化放大生產(chǎn)。那艾實驗儀器的試驗中心配備了6臺功能各異的噴霧干燥造粒試驗機以及專業(yè)的試驗人員，能基本滿足客戶在粉體樣品的制取及干燥特性的確認等方面的需求，為噴霧干燥工藝研究提供可靠的依據(jù)。誠摯歡迎廣大新老客戶前來試驗、洽談。
