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南昌大学【JACS】优化兼具柔性-刚性MOFs用于高效去除乙炔
发布:blast_k   时间:2020/5/19 15:50:56   阅读:123 
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近日,南昌大学资源环境与化工学院王珺团队的最新研究成果以《优化兼具柔性-刚性金属有机框架材料的孔结构并用于高效乙炔去除》(Optimizing Pore Space for Flexible-Robust Metal-Organic Framework to Boost Acetylene Removal )为题,在国际权威期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上发表,南昌大学为第一完成单位。南昌大学王珺教授和张艳博士为该论文的共同第一作者,亚利桑那州立大学邓曙光教授、浙江大学邢华斌教授、美国德克萨斯大学San Antonio分校林锐标博士和陈邦林教授为共同通讯作者。


 
王珺教授和国内外科研团队合作,制备了一种新型的具有刚性孔隙空间和柔性层状空间的柔性-刚性(flexible-robust)MOFs材料(Nanchang University-100, NCU-100),实现了孔道尺寸在极小范围内的精确调控并使其在脱客体相时仍能保持刚性孔道吸附乙炔分子。同时得到了乙炔分子负载的单晶结构并指明了孔道中吸附乙炔的具体位置,解决了柔性MOFs材料的痕量乙炔脱除难题。在较高压力下,其层状结构能够选择性的被乙炔分子撑开,实现较大容量的乙炔吸附。通过晶体结构解析和理论计算证明了其优化的孔道尺寸和多种吸附位点实现了NCU-100材料优异的痕量C2H2脱除和很高的C2H2吸附容量。二元组分和多组分混合气体的穿透分离实验证明NCU-100a能够在常温常压下从乙烯中高效同步去除痕量乙炔,并且分离效果优异。


不同吸附压力下乙炔与MOFs材料的作用位点图及乙烯纯化示意图

实验和理论结果均表明,新型刚性-柔性MOFs材料中的刚性孔隙空间对于去除混合气C2H2/C2H4 (1:99)中痕量乙炔杂质效果显著。该工作不仅为设计合理的多孔MOFs材料提供了新思路,而且为解决气体吸附分离难题提供了一个新途径。

来源   南昌大学新闻网

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