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Science:浙江大學利用離子雜化多孔材料實現(xiàn)乙炔/乙烯的高效分離

Science:浙江大學利用離子雜化多孔材料實現(xiàn)乙炔/乙烯的高效分離
美國麥克儀器  2016-07-20  |  閱讀:3748

 為了解決高效的氣體儲存和分離中所遇到的挑戰(zhàn),,迫切的促使科學家去重新探索去設計新型多孔材料。于是人們設計和合成了具有規(guī)則多孔,、大的比表面積 新型多孔材料MOFs,,這個多孔材料是無機有機雜化材料,是由金屬離子或團簇與有機配體通過配位鍵組合在一起的,,這些材料可以從第一原理進行設計,,而且由 于其組成和結(jié)構(gòu)固有多樣性,可以對其孔徑和孔的性質(zhì)進行有效精準的調(diào)控,。

      浙江大學化學工程與生物工程學院邢華斌實驗室,,聯(lián)合其他國際科研人員,采用離子雜化多孔材料,,突破了氣體分離選擇性和容量之間的trade-off效應,,實現(xiàn)了乙炔乙烯的高效分離。這一研究被認為是氣體吸附分離技術(shù)領(lǐng)域的一大突破,。

      科研人員對Cu配合網(wǎng)絡的大小和孔徑進行調(diào)控,,該網(wǎng)絡上的無機陰離子通過氫鍵相互作用實現(xiàn)對乙炔氣體分子的專一性鍵合,并實現(xiàn)對乙炔分子的有序排布,。與此 同時,,調(diào)控陰離子的空間幾何分布和孔徑大小,,促使被吸附的客體分子和主客體分子之間形成協(xié)同作用,獲得極高的乙炔吸附容量,。由理論模擬和中子衍射的結(jié)果也 證實了特異性的乙炔鍵合位點的存在,。

      由于上述的分子間的相互結(jié)合,使得該種多孔材料實現(xiàn)了氣體的高效吸附能力(在0.025 bar下,,2.1 mmol/g)和高效的選擇性(39.7/44.8),,其對乙炔/乙烯混合物的分離效率通過實驗的穿透曲線證實。

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       邢教授是美國麥克儀器公司的忠實用戶,,其課題組有我們的三站全功能型氣體吸附儀3Flex,、高性能多通道全自動比表面與孔隙度儀TriStar 3020、容量法中高壓物理吸附儀ASAP 2050以及多站擴展式全自動比表面與孔隙度分析儀ASAP 2460等多款儀器,,該研究團隊利用這些精密儀器,,對多孔材料的吸附性能進行了表征,分析結(jié)果有力的佐證了該研究的一些設想,。

可通過以下鏈接查看原文:http://science.sciencemag.org/content/early/2016/05/18/science.aaf2458

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