CN102271787A

CN102271787A - 气体吸附材料

Info

Publication number: CN102271787A
Application number: CN2010800042485A
Authority: CN
Inventors: M·R·希尔; K·M·奈尔恩; A·桑顿; D·布索
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2010-01-05
Publication date: 2011-12-07
Also published as: JP5628204B2; JP2012514530A; WO2010075610A1; US8500889B2; US20110297558A1; AU2010203281A1; CA2748802A1; AU2010203281B2

Abstract

一种气体吸附材料，包含：多孔的金属-有机框架和多个在所述金属-有机框架的孔隙中提供的功能化富勒烯或富勒烯化合物。该金属-有机框架包括多个金属簇，每个金属簇包括一个或多个金属离子，以及多个连接相邻金属簇的带电的多齿连接配体。

Description

气体吸附材料

发明领域

本发明涉及一种吸附气体分子的材料。本发明特别涉及一种气体吸附材料，其包含注入功能化富勒烯或富勒烯化合物(fulleride)的金属有机框架，这种材料主要应用于气体存储和气体分离。

发明背景

对本发明背景的下列讨论，旨在使本发明易于理解。然而，应了解到本讨论不是确认或承认所涉及的任何材料，截止到本申请的优先权日起，为已发表的、已知的或部分公知常识。

目前人们对用于吸附气体分子的，特别是以气体存储或分离为目的的，材料或系统的开发很有兴趣。

氢气和甲烷被认为是未来的能源载体。氢气作为燃料燃烧对环境非常友好，燃烧产生的副产品只有水。对于通过氢气的电化学氧化来发电的燃料电池，氢气也是一种重要的燃料。使用吸附的天然气(ANG)，主要是甲烷，作为一种车载燃料被看作是压缩天然气(CNG)的有吸引力的替代物，所述的压缩天然气需要的工作压力为340atm.以便在船(车/飞机)上可存储足够的天然气，因此需要复杂的多级压缩设备。

然而，氢气和甲烷的存储在安全和实用的方式上面临着难以应付的工程挑战。它们在车辆运输中用作燃料的效率受限于目前的要求，即需将它们存放于大型的，重型的及危险的高压或低温储罐中。氢气和甲烷是易燃的并在某些情况下是爆炸性的，由于该事实，对于这些应用的氢气和甲烷的存储是复杂的。存储这些气体的可选择的方法存在，但由于一个或多个原因，目前的每一种可选方法都不合乎要求。

二氧化碳的捕获和存储是目前另一个显著的令人关心的领域。从电厂的烟道废气中去除二氧化碳(目前人为的二氧化碳的主要来源)，通常是通过冷却和加压废气或将烟气通过一个含水的胺溶液的流化床来完成的，这两者都是昂贵的且效率低下的。已将其它的基于在氧化物表面上对二氧化碳的化学吸附或在多孔硅酸盐、碳、以及膜内的吸附的方法用作吸收二氧化碳的手段。然而，为了使有效的吸附介质在去除二氧化碳中具有长期活力，该介质应结合两个特点：(i)周期结构，因为有该结构吸收和释放二氧化碳是完全可逆的，和(ii)灵活性，由此可实现化学功能化和分子水平的微调以优化吸收能力。

目前对于气体如氢气的高容量存储的研究主要集中于基于物理吸附或化学吸附的材料。金属-有机框架已显示其很有希望作为有高气体吸附能力的材料。它们固有地具有高表面积和内部容积—在高压和/或低温下通过物理吸附对气体存储有用的因素。然而，在氢气或甲烷动力的交通工具内这些运转条件需要重型的和潜在地昂贵的系统组件来实现。因此，在接近环境条件下运转的材料备受追捧，因为对系统的要求将大大的降低。为了实现在这些条件下的运转，必须大幅度增加气体吸附热。

虽然增加基于物理吸附的材料的吸附热对于它们的广泛推行是至关重要的，但是基于化学吸附的材料如镁和锂金属氢化物的吸附热，远高于15.1kJ/mol(以室温储氢所需的值计算)。因此，运转这些材料需要几百度，基本能源成本。

为了使物理吸附的甲烷(ANG)替代CNG用于驱动车辆成为现实，美国能源部(US Department of Energy)规定以在298K和35atm.下甲烷吸附为180v/v作为ANG技术的基准，并计算出最佳吸附热为18.8kJ/mol。大部分的尝试在于开发多孔碳作为存储材料，然而，甚至最先进的碳品系(strain)用以获得超过180v/v的目标的任何重大的改进，这主要是因为在碳中固有的甲烷低吸附热，通常为3-5kJ/mol。

因此，有必要提供一种备选的气体吸收材料。

发明概述

本发明人发现，大幅增加气体吸附热和通过金属-有机框架(MOFs)吸附气体的体积，可通过用功能化的富勒烯或富勒烯化合物灌注MOFs来实现。作为储氢材料的组成部分，富勒烯是特别具有吸引力的候选材料，由于其在内部能够存储多达58个氢原子而不破坏富勒烯的结构，这相当于吸收7.5重量％。此外，用某些金属修饰富勒烯的外表面可大大提高其表面吸附性能，在过渡金属修饰的情况下通过Kubas相互作用得到8重量％氢吸收，或在Li修饰的情况下达到每个富勒烯高达60个H₂分子。富勒烯疏水的性质也使它们成为具有吸引力的存储甲烷的候选材料。

根据本发明的第一个方面，提供了一种气体吸附材料，该材料包含：(i)多孔的金属-有机框架，包括：(a)多个簇，和(b)多个连接相邻簇的带电的多齿桥连配体；及(ii)多个在金属-有机框架的孔隙中提供的功能化富勒烯或富勒烯化合物。

在本发明的第二个方面中，还提供了一种气体存储系统，包括：具有存储腔的容器和根据本发明的第一个方面放置于该容器内部且填充至少该容器的一部分的气体存储材料。

此外，本发明提供了一种生产本发明的气体吸附材料的方法。

本发明的金属-有机框架在金属-有机框架的孔隙中包括多个功能化富勒烯或富勒烯化合物。在MOF的孔隙中功能化富勒烯/富勒烯化合物的存在可显著提高金属-有机框架的气体吸附性能，特别是在与同等的单独的金属-有机框架或在孔隙中提供富勒烯(非功能化的)的金属-有机框架的气体吸附性能相比时。通常，功能化富勒烯或富勒烯化合物用一种或多种选自镁、铝、锂、钠、钾、铯、钙和过渡金属的金属修饰。优选地，功能化富勒烯或富勒烯化合物为镁、铝和/或锂修饰的富勒烯或富勒烯化合物，优选镁修饰的富勒烯或富勒烯化合物。

该功能化富勒烯或富勒烯化合物优选为基于球形或椭球形的富勒烯。更优选，所述富勒烯或富勒烯化合物在C₂₀至C₈₄范围内。

该功能化富勒烯或富勒烯化合物优选为功能化的C₆₀分子，更优选，Mg-功能化的C₆₀富勒烯或富勒烯化合物。更优选，所述功能化富勒烯或富勒烯化合物包含Mg-功能化的C₆₀富勒烯，其包括约1到10个Mg原子，优选十个Mg原子。镁作为已知的在基于高温化学吸附的储氢领域内表现相当好的轻金属，具有优越的性能。

本文中所使用的，术语“簇”是指含有一种或多种金属或类金属一个或多个原子或离子的部分。这一定义包含单个原子或离子和可任选地包括配体或共价键基团的原子或离子基团。

优选地，每个簇包含两个或更多的金属或类金属离子(以下统称为“金属离子”)和多个多齿配体的每个配体包括两个或更多的羧酸根(carboxylate)。

通常，所述金属离子选自IUPAC元素周期表中第1到第16族的金属，包括锕系元素，和镧系元素及其组合。优选地，该金属离子选自Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Sc³⁺、Y³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Hf⁴⁺、V⁴⁺、V³⁺、V²⁺、Nb³⁺、Ta³⁺、Cr³⁺、Mo³⁺、W³⁺、Mn³⁺、Mn²⁺、Re³⁺、Re²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Ru³⁺、Ru²⁺、Os³⁺、Os²⁺、Co³⁺、Co²⁺、Rh²⁺、Rh⁺、Ir²⁺、Ir⁺、Ni²⁺、Ni⁺、Pd²⁺、Pd⁺、Pt²⁺、Pt⁺、Cu²⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、B³⁺、B⁵⁺、Al³⁺、Ga³⁺、In³⁺、Tl³⁺、Si⁴⁺、Si²⁺、Ge⁴⁺、Ge²⁺、Sn⁴⁺、Sn²⁺、Pb⁴⁺、Pb²⁺、As⁵⁺、As³⁺、As⁺、Sb⁵⁺、Sb³⁺、Sb⁺、Bi⁵⁺、Bi³⁺、Bi⁺及其组合。

通常，所述簇的化学式为M_mX_n，其中M为金属离子，X选自第14族到第17族的阴离子，m为从1到10的整数，和n为电荷平衡该簇所选择的数，以使该簇具有预定的电荷。

优选地，X选自O^2-、N^3-和S^2-。优选地，M选自Be²⁺、Ti⁴⁺、B³⁺、Li⁺、K⁺、Na⁺、Cs⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、V²⁺、V³⁺、V⁴⁺、V⁵⁺、Mn²⁺、Re²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Ru³⁺、Ru²⁺、Os²⁺、Co²⁺、Rh²⁺、Ir²⁺、Ni²⁺、Pd²⁺、Pt²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Si²⁺、Ge²⁺、Sn²⁺和Pb²⁺。更优选，M为Zn²⁺和X为O^2-。

通常，多齿连接配体具有6个或以上并入芳香环或非芳香环的原子。优选地，该多齿连接配体具有12个或以上并入芳香环或非芳香环的原子。更优选，所述一个或多个多齿连接配体包含配体，所述配体选自有式1到27的配体：

其中X为氢、-NHR、-N(R)₂、卤化物、C_1-10烷基、C_6-18芳基、或C_6-18芳烷基、-NH₂、烯基、炔基、-O烷基、-NH(芳基)、环烷基、环烯基、环炔基、-(CO)R、-(SO₂)R、-(CO₂)R-SH、-S(烷基)、-SO₃H、-SO^3-M⁺、-COOH、-COO^-M⁺、-PO₃H₂-、-PO₃H^-M⁺、-PO₃ ^2-M²⁺或-PO₃ ^2-M²⁺、-NO₂、-CO₂H、甲硅烷基衍生物；硼烷衍生物；和二茂铁和其它茂金属；M为金属原子，和R为C_1-10烷基。

在一个实施方案中，多齿连接配体包含具有前述的式3的配体。在另一个实施方案中，多齿连接配体包含具有式18(“BTB”)的配体。在另一实施方案中，多齿连接配体包含具有式14的配体。

金属-有机框架可为任何已知组合物的金属-有机框架。可适合本发明使用的金属有机框架的实例包括在本领域通常已知的如MOF-177、MOF-5、IRMOF-1或IRMOF-8。在一个优选的实施方案中，该金属-有机框架为MOF-177。

优选地，该气体包含选自甲烷、氢气、氨气、氩气、二氧化碳、一氧化碳及其组合的组分。更优选地，该气体为氢气、甲烷或二氧化碳中的一种或多种。

通常，金属-有机框架具有的孔隙半径在10到

之间，优选从13到

在预期将该气体吸附材料用于吸附甲烷时，孔隙半径优选为17至在预期将该气体吸附材料用于吸附氢气时，孔隙半径优选为13至

本发明的气体吸附材料有许多应用，包括气体存储和释放，气体分离和气体净化。

为使本发明更易于理解，现参照附图描述其非限制性的实施方案。

附图简述

参照附图所阐明的实施方案，现将对本发明更详细地描述。附图中，使用以下缩写：

MOF＝金属有机框架；

C₆₀MOF＝注入C₆₀的金属有机框架；和

Mg-C₆₀MOF＝注入用镁修饰的C₆₀的金属有机框架。

图1为本发明的气体吸附材料的第一实施方案的示意图。

图2(a)至(c)为显示未填充和填充的MOF的吸附势能(kJ/mol)对距腔中心的距离

的曲线图，其中这些未填充和填充MOF的腔半径为

和

图3为显示MOF，C₆₀MOF和Mg-C₆₀MOF的平均吸附势能(kJ/mol)对腔半径

的曲线图。

图4(a)和(b)为在298K(下面的曲线)和77K(上面的曲线)下在MOF，C₆₀MOF和Mg-C₆₀MOF内吸附氢气(a)和甲烷(b)的吸附自由体积曲线图。

图5(a)和(b)为在IRMOF-8(其中具有式14的配体)内吸附热(kJ/mol)对存储氢气(a)和甲烷(b)重量％的曲线图。

图6(a)和(b)为气体存储重量％对压力(atm)的曲线图，其中氢气在77K下(a)和甲烷在298K下(b)。

优选实施方案详述

图1显示为本发明的气体吸附材料10的第一实施方案的示意图。

该气体吸附材料包含用功能化富勒烯24渗入孔隙22的多孔金属-有机框架20。

该金属-有机框架20包含多个金属簇26，和多个连接金属簇26的多齿配体28。每个金属簇26都具有式Zn₄O⁶⁺。

每个多齿配体28包含多个芳香环30和至少两个用于在金属簇26中协调各自的锌离子的端羧基。优选多齿配体28具有先前列举的式18(“BTB”)。虽然BTB具有三个端羧基，但是在图1中仅清晰的显示了两个。

许多孔隙或腔22限定于金属-有机框架内。

孔隙22的几何形状近似于半径为r₁的球形。r₁的大小主要依赖于各自配体28的大小和，特别是，在配体28中芳香环的数量和构造。

用功能化富勒烯分子24渗入每个孔隙22。该功能化富勒烯24包含镁功能化C₆₀分子，其中所述的镁功能化C₆₀分子在其外表面上用十个Mg原子修饰。

渗入的孔隙的自由体积的厚度为r₂。

本发明人进行了模拟研究，通过评价作为孔隙的大小和富勒烯的渗入函数的平均吸附势能，自由吸附体积，吸附热和氢气和甲烷的吸收的重量百分比和体积，以预测本发明的气体吸附材料的吸附性能。

图2显示为无渗入的MOF(MOF)、用C₆₀渗入的MOF(C₆₀MOF)和用Mg修饰的C₆₀渗入的MOF(Mg-C₆₀MOF)，在腔半径为10、12和

下势能曲线。在图2(a)、(b)及(c)上的垂直虚线代表腔半径r₁和渗入后剩余的自由体积r₂(仅在图2(a)上标记的)。

不希望受到理论的约束，得自MOF渗入结构的主要好处之一被认为是富勒烯“客体”与MOF“主体”的表面势能跨过剩余的自由体积的重叠。这种重叠既能提高吸附力，也能提高在浓密的方式下吸附气体的总量，而不是在低密度气体形式下简单地填充孔隙。图2显示为在三种不连续的情况下，通过改变MOF孔隙半径r₁，作为MOF与富勒烯表面之间的距离r₂的函数的这些影响。当r₂特别短时，势能的重叠特别强，且在这些情况下将引起高焓时的气体吸附(图2(a))，但消耗可用于吸附的自由体积(参见下面图4的讨论)。大的r₂距离减少势能的重叠(图2(c))，但中等的r₂时存在既能实现增强势能，又能保持基本自由体积(图2(b))的区域。在所有情况下，显然，Mg-C₆₀MOF具有超过C₆₀MOF和未填充的MOF的优越的性能。如图3所示，对于C₆₀MOF这种增强高达88％，和对于Mg-C₆₀MOF延伸到122％。

吸附自由体积分数是在多孔材料内调节气体存储的另一个关键因素。它代表在MOF腔内体积的比例，所述的在MOF腔内气体会处于浓密的吸附状态，而不是松密度的气体状态。图4A和4B显示，在Mg-C₆₀MOF内高达50％自由体积能够容纳在浓密吸附状态下的氢气(图4A)和甲烷(图4B)，这几乎为空MOF结构的两倍。在较低的温度下，两种吸附气体的最佳腔半径r₁都增加(CH₄在298K下为

和在77K下为

H₂在298K下为和77K下

)。这被认为是因为在较低的温度下，在吸附状态下的气体分子有可能在距吸附的表面较大的距离处产生多个吸附层，因此需要有较大的腔达到最佳容量。

如前所述，在气体存储材料内调整吸附热也许是那些关注以氢气或甲烷为动力的车辆运输的可行性的人面对的最大挑战。大多数物理吸附剂(physisorbent)的发挥作用，远低于15.1KJ/mol(被认为在室温发挥作用必需的)。我们对本发明材料的吸附热模拟表明，观察到通过富勒烯渗透吸附热的增加是明显的。图5显示分别为氢气和甲烷在Mg-C₆₀IRMOF-8中的吸附热。对于Mg-C₆₀IRMOF-8，H₂的吸附热大约为10-11KJ/mol。据本发明人全部所知，这是已经报道的最高值。对于吸收甲烷的吸附热相对增加要比氢气的更明显，其中Mg-C₆₀MOF提高了116％的吸附热。测量值，13.5KJ/mol，接近理想的工作条件。

如图6所示，本发明材料的低压气体存储性能表明了在未来存储氢气和甲烷两种气体的潜在的范例手段(shift)。结果表明，在77K下Mg-C₆₀MOF(在这种情况下，IRMOF-8)在仅仅6atm.下就接近于吸收了饱和氢气。经过对这一方案进一步的开发，很可能使在今后的储氢中不必需使用高压力容器成为可能。

在存储甲烷的情况下，观察到的结果表现出更大的突破。在35atm./298K下，图6(b)表明Mg-C₆₀MOF对甲烷的吸收为28重量％。这相当于265v/v，其超过180v/v的美国能源部(US DoE)准则达47％。虽然一些已报道的含碳的材料显示在相同的条件下对甲烷的吸收高达200v/v，但是据本发明人全部所知报道的最高甲烷存储材料为铜-蒽的(copper-anthracenate)配位聚合物，其表现出的性能为230v/v，比能源部的指标高28％。这种材料也具有优异的30KJ/mol的吸附热，其惊人地超过了18.8KJ/mol的计算的最佳热。关于这点，对Mg-C₆₀MOF的模拟结果是显著的。

因此，本发明提供了一种气体吸附材料，其为氢气和甲烷存储材料提出了一个的新概念。这些材料表现出一些优异的性能，包括265v/v的甲烷吸收，为所有材料中最高的报道值，显著地超过了美国能源部的指标达47％，以及为报道的最高的物理吸附氢气的吸附热之一，为11kJ/mol，接近15.1kJ/mol的计算的最佳值，并同时可在仅仅6atm.下大量的吸收氢气至饱和。

在本文中所描述的本发明易受变化、修改和/或补充的影响，除非特殊说明，这可以理解为本发明包括在上述说明书的精神和范围内的所有这些变化，修改和/或补充。

Claims

1.一种气体吸附材料，包含：

(i)多孔金属-有机框架，包括：

(a)多个金属簇，每个金属簇包括一个或多个金属离子，和

(b)多个连接相邻的金属簇的带电的多齿连接配体；和

(ii)多个在所述金属-有机框架的孔隙中提供的功能化富勒烯或富勒烯化合物。

2.权利要求1的气体吸附材料，其中所述功能化富勒烯或富勒烯化合物用一种或多种选自镁、铝、锂、钠、钾、铯、钙和过渡金属的金属修饰。

3.权利要求1或2的气体吸附材料，其中所述功能化富勒烯或富勒烯化合物为镁、铝和/或锂修饰的富勒烯，优选镁修饰的富勒烯。

4.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述功能化富勒烯包含Mg-功能化的C₆₀富勒烯。

5.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述功能化富勒烯包含Mg-功能化的C₆₀富勒烯，所述的Mg-功能化的C₆₀富勒烯包括从约1到10个Mg原子，优选十个Mg原子。

6.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中每个金属簇包含两个或更多的金属离子，以及所述多个多齿配体的每个配体包括两个或更多的羧酸根。

7.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述金属离子选自IUPAC元素周期表中第1到第16族的金属，包括锕系元素和镧系元素及其组合。

8.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述金属离子选自Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Sc³⁺、Y³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Hf⁴⁺、V⁴⁺、V³⁺、V²⁺、Nb³⁺、Ta³⁺、Cr³⁺、Mo³⁺、W³⁺、Mn³⁺、Mn²⁺、Re³⁺、Re²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Ru³⁺、Ru²⁺、Os³⁺、Os²⁺、Co³⁺、Co²⁺、Rh²⁺、Rh⁺、Ir²⁺、Ir⁺、Ni²⁺、Ni⁺、Pd²⁺、Pd⁺、Pt²⁺、Pt⁺、Cu²⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、B³⁺、B⁵⁺、Al³⁺、Ga³⁺、In³⁺、Tl³⁺、Si⁴⁺、Si²⁺、Ge⁴⁺、Ge²⁺、Sn⁴⁺、Sn²⁺、Pb⁴⁺、Pb²⁺、As⁵⁺、As³⁺、As⁺、Sb⁵⁺、Sb³⁺、Sb⁺、Bi⁵⁺、Bi³⁺、Bi⁺及其组合。

9.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述金属簇的化学式为M_mX_n，其中M为金属离子，X选自第14族到第17族的阴离子，m为从1到10的整数，和n为电荷平衡所述金属簇所选择的数，以使所述金属簇具有预定的电荷。

10.权利要求9的气体吸附材料，其中X选自O^2-、N^3-和S^2-。

11.权利要求9或10的气体吸附材料，其中M选自Be²⁺、Ti⁴⁺、B³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、V²⁺、V³⁺、V⁴⁺、V⁵⁺、Mn²⁺、Re²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Ru³⁺、Ru²⁺、Os²⁺、Co²⁺、Rh²⁺、Ir²⁺、Ni²⁺、Pd²⁺、Pt²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Si²⁺、Ge²⁺、Sn²⁺和Pb²⁺。

12.权利要求9至11中的任一项的气体吸附材料，其中M为Zn²⁺和X为O^2-。

13.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述多齿连接配体具有6个或更多并入芳香环或非芳香环的原子。

14.权利要求13的气体吸附材料，其中所述多齿连接配体具有12个或更多并入芳香环或非芳香环的原子。

15.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述一个或多个多齿连接配体包含配体，所述配体选自式1到27的配体：

其中X为氢、-NHR、-N(R)₂、卤化物、C_1-10烷基、C_6-18芳基、或C_6-18芳烷基、-NH₂、烯基、炔基、-O烷基、-NH(芳基)、环烷基、环烯基、环炔基、-(CO)R、-(SO₂)R、-(CO₂)R-SH、-S(烷基)、-SO₃H、-SO₃ ^-M⁺、-COOH、-COO^-M⁺、-PO₃H₂-、-PO₃H^-M⁺、-PO₃ ^2-M²⁺、或-PO₃ ^2-M²⁺、-NO₂、-CO₂H、甲硅烷基衍生物；硼烷衍生物；和二茂铁和其它茂金属；M为金属原子，和R为C_1-10烷基。

16.权利要求15的气体吸附材料，其中所述多齿连接配体包含具有式3的配体。

17.权利要求15的气体吸附材料，其中所述多齿连接配体包含具有式18的配体。

18.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述金属-有机框架包含MOF-177、MOF-5或IRMOF-8。

19.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述气体包含选自甲烷、氢气、氨气、氩气、二氧化碳、一氧化碳及其组合的组分。

20.权利要求19的气体吸附材料，其中所述气体为氢气、甲烷或二氧化碳中的一种或多种。

21.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述金属-有机框架具有的孔隙半径在10到

之间，优选从13到

22.权利要求20的气体吸附材料，对于吸附甲烷，其中所述金属-有机框架具有的孔隙半径为

23.权利要求20的气体吸附材料，对于吸附氢气，其中所述金属-有机框架具有的孔隙半径为

24.前述权利要求中任一项的气体吸附材料，其中所述材料用于气体存储和/或释放、气体分离或气体净化中至少一种。

25.一种气体存储体系，包含：

具有存储腔的容器；

前述权利要求中任一项的气体存储材料，其放置于所述容器内部且填充所述容器的至少一部分。