节点取代ZIF-8纳米棒

甲烷高选择性

通过钴节点取代调控ZIF-8孔径与极性，实现非极性甲烷对干扰气体的高选择性传感。

Renjie, Chen · Luo, Shirui · Xia, Yi · 向兰

Journal of Environmental Chemical Engineering 2024

具体参数

甲烷响应

{'zh': '12.2', 'en': '12.2'} %

CO响应

{'zh': '0', 'en': '0'} %

Co节点取代率

{'zh': '12.4', 'en': '12.4'} %

有效孔径

{'zh': '3.8–4.0', 'en': '3.8–4.0'} Å

技术优势

干扰气体进不来

Co节点取代将有效孔径从4.0–4.2 Å缩小到3.8–4.0 Å，大于此孔径的NO2（4.5 Å）被拦住；同时增强的极性筛分将极性CO和NH3吸附在ZIF中，实现对非极性甲烷的高选择性。

非极性甲烷能穿过

甲烷分子动力学直径3.8 Å与非极性特性使其能够通过窄化的孔道，而不被极性吸附位点捕获，实现有效检测。

对干扰气完全无响应

对50 ppm CO、50 ppm NH3和5 ppm NO2均无响应，证明双重筛分有效抑制了常见干扰气体，使传感器在实际环境中更可靠。

应用场景

• 甲烷传感器：提供对甲烷高选择性的传感材料，解决传统传感器易受干扰问题。
• 煤矿安全监测：用于煤矿井下甲烷检测，避免CO、NO2等气体干扰引起的误报。
• 天然气泄漏检测：高选择性检测甲烷，适合天然气泄漏的快速准确报警。
• 可穿戴环境监测：粉体可涂覆于柔性基底，用于随身甲烷暴露监测。