获悉，10月10日，巴斯夫宣布成为首家成功实现商业化规模生产金属有机骨架（MOFs）的公司，年产量可达数百吨。此外巴斯夫目前也具备定制化生产能力，可根据客户需求和规格定制MOFs用于各种应用和行业。
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据巴斯夫透露，目前公司MOFs材料首个项目已成功完成，合作方是加拿大碳捕获和减排企业Svante Technologies Inc.（Svante）。
在该项目中，巴斯夫团队通过将Svante实验室配方转化为用于大规模生产的安全工艺，所生产的MOFs材料将用作碳捕获项目的固体吸附剂，应用于氢、纸浆和造纸、水泥、钢铁、铝和化学品等多个工业领域的碳减排。
MOFs是金属有机骨架化合物（metal Organic framework）的简称，由无机金属中心（金属离子或金属簇）与桥连有机配体通过自组装连接，具有纳米级孔隙和大表面积。这种结构具有高的二氧化碳（CO2）存储能力，十分适用于空气除湿以及吸附温室气体甲烷等领域。
值得一提的是，巴斯夫此次规模化量产的实验室技术主要源于中山大学校友、加拿大加拿大纪念大学化学研究中心 C-CART 的林健斌博士，该技术此前以《一种可扩展的金属-有机框架作为二氧化碳捕捉的持久物理吸附剂》（A scalable metal-organic framework as a durable physisorbent for carbon dioxide capture）为题发表在2021年12月的Science 上。
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由于工业化生产中的烟道气体二氧化碳含量少、此外含有水、酸性气体等杂质，传统有机胺溶液以及固态吸附材料等存在能耗高、不稳定等缺点，实现高效、低能耗的烟道气碳捕获一直以来是碳捕集领域的痛点。
在该研究中，林健斌等人设计合成出一种合成原料价格十分低廉的新型MOF材料，命名为 CALF-20 （Calgary framework 20）。该材料由锌离子、1，2，4-三氮唑和草酸根组装而成，比表面积高达528m2/g，实验证实该CALF-20 能很好地在实际烟道气中进行稳定、高选择、高吸附的碳捕获，具备优秀的商业化潜能。
CALF-20结构 图片来源：Science
MOFs材料由于是金属离子/团簇与有机配体结合而成，因此受金属离子、有机连接剂、溶剂、模板试剂、反应条件等多种因素影响。从合成方法来看，目前有水热合成法、微波合成法、机械球磨、液相扩散法、喷雾干燥法、电化学沉积法、模板法等。
在科研领域，MOFs材料一直十分火热，据悉目前已有两万多种MOF材料被开发出来，众多的新品和应用领域不断开拓，涉及催化、吸附、储氢等多个领域，但大多数由于稳定性、合成成本等问题未能有商业化应用。
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CALF-20同期成为了世界上第一个工业示范的 MOF 材料。2021 年 1 月份，CALF-20 成功应用于加拿大 Lafarge-Holcim 水泥厂的 CO2MENT 项目中，进行1吨/天的二氧化碳捕获工业化测试。
近年来，该成果以专利形式授权给此次巴斯夫的合作方加拿大碳捕集企业Svante Inc.进行规模化应用。据悉，后续该MOFs材料将在美国的多个水泥厂及油田等工程中应用于测试更大规模的碳捕获可行性。
CO2MENT 项目及巴斯夫生产的部分 CALF-20
除上述气体分离捕集应用外，得益于高比表面积和孔隙可设计等特点，MOFs材料也十分适合当下火热的氢储运赛道。早在2010年，巴斯夫就已尝试用无溶剂化生产法制备的MOFs材料应用于甲烷燃料车以及天然气车载储运等概念领域。从近年来氢能赛道的发展速度来看，除了碳捕集外，未来MOFs材料在储氢方面或许也会有较大的发展潜力。
市场方面，据不完全统计，全球MOFs市场规模不断扩大，2022年市场规模达22.24亿元人民币，预计2028年全球市场规模将达87.15亿元，年复合增长速率超25%。目前相关主要企业主要有BASF, TCI, Green Science Alliance Co, Ltd, Strem Chemicals等。
