通过3D打印制备金属-有机框架块状体

作者：Gwendolyn J. H. Lim, Yue Wu, Bhuvan B. Shah, J. Justin Koh, Connie K.Liu, Dan Zhao, Anthony K. Cheetham, John Wang, and Jun Ding

金属-有机框架（MOFs）由于具有结构设计性以及功能可调性，近几年来备受研究者们的广泛关注。作为一种多孔晶态材料，MOFs在非均相催化、化学传感、气体存储与分离等领域成为了研究热点。MOFs通常以粉末形式合成,但是对于许多实际应用还是需要塑造成容易处理的块状体。然而，传统的成型方法（比如造粒）通常会导致MOFs的功能性（例如，孔径的大小和分布，可及表面积）降低。针对该问题，具有制造复杂结构能力的3D打印技术极具吸引力。近期，有研究人员利用挤出式3D打印技术制造出含有MOFs的块状体，但仍需要大量的添加剂。

图1: 通过挤出式打印技术打印了HKUST-1gel, 制造了高稠密度和能够自立的块状体

新加坡国立大学Prof. Jun Ding团队在此工作中，通过挤出式打印技术打印了只含有乙醇和Cu3(BTC)2（BTC =1,3,5-benzenetricarboxylate）（也称为HKUST-1）纳米粒子的胶体凝胶，成功制造了高稠密度和能够自立的块状体。更重要的是，打印后的产品保留了此MOF的孔隙率和可及表面积。3D打印出的HKUST-1，展现了超高的比表面积(1134 m2/g) 和高介孔体积。在HKUST-1的经典应用—储存甲烷方面，3D打印出的HKUST-1也成功展现了可比或优于其他塑造方法制造的HKUST-1块状体。

图2: 3D打印后的产品保留了此MOF的孔隙率，展现了超高的比表面积(1134 m2/g)。