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單晶 MOF 是指具有單晶結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)框架材料。它是由金屬離子或金屬簇與有機(jī)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(chǔ)氫氣、甲烷、二氧化碳等氣體，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)氮?dú)狻⒀鯕狻⒁蚁⒁彝榈葰怏w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(jī)配體提供豐富活性位點(diǎn)，可用于催化裂化、氧化還原、水煤氣變換等化學(xué)反應(yīng)，加速反應(yīng)進(jìn)程并提高選擇性。
傳感行業(yè)：對(duì)氨氣、一氧化氮、揮發(fā)性有機(jī)物等有害氣體能快速識(shí)別和定量分析，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和工業(yè)安全領(lǐng)域。
生物醫(yī)學(xué)行業(yè)：可保護(hù)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(xué)成像等方面有潛在應(yīng)用價(jià)值。
單晶 MOF 在新能源上的最新應(yīng)用有：在電化學(xué)儲(chǔ)能方面，通過調(diào)節(jié)化學(xué)組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，作為電極材料或與其他材料復(fù)合，能提升超級(jí)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(xué)化學(xué)系報(bào)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(qiáng)的層間電子耦合作用，顯著提升了電化學(xué)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(dú)特孔結(jié)構(gòu)、豐富金屬活性位點(diǎn)等特性，有助于提高電催化反應(yīng)效率。
那艾實(shí)驗(yàn)室小型噴霧干燥機(jī)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(dòng)力學(xué)，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(shí)現(xiàn)了 MOF 材料的綠色、可擴(kuò)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(jī)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(shí)驗(yàn)儀器的試驗(yàn)中心配備了6臺(tái)功能各異的噴霧干燥造粒試驗(yàn)機(jī)以及專業(yè)的試驗(yàn)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(rèn)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(yàn)、洽談。
