science:浙江大学利用离子杂化多孔材料实现乙炔/乙烯的高效分离-云海官网

 为了解决高效的气体储存和分离中所遇到的挑战，迫切的促使科学家去重新探索去设计新型多孔材料。于是人们设计和合成了具有规则多孔、大的比表面积 新型多孔材料mofs，这个多孔材料是无机有机杂化材料，是由金属离子或团簇与有机配体通过配位键组合在一起的，这些材料可以从第一原理进行设计，而且由 于其组成和结构固有多样性，可以对其孔径和孔的性质进行有效精准的调控。

      浙江大学化学工程与生物工程学院邢华斌实验室，联合其他国际科研人员，采用离子杂化多孔材料，突破了气体分离选择性和容量之间的trade-off效应，实现了乙炔乙烯的高效分离。这一研究被认为是气体吸附分离技术领域的一大突破。

      科研人员对cu配合网络的大小和孔径进行调控，该网络上的无机阴离子通过氢键相互作用实现对乙炔气体分子的专一性键合，并实现对乙炔分子的有序排布。与此 同时，调控阴离子的空间几何分布和孔径大小，促使被吸附的客体分子和主客体分子之间形成协同作用，获得极高的乙炔吸附容量。由理论模拟和中子衍射的结果也 证实了特异性的乙炔键合位点的存在。

      由于上述的分子间的相互结合，使得该种多孔材料实现了气体的高效吸附能力(在0.025 bar下，2.1 mmol/g)和高效的选择性（39.7/44.8），其对乙炔/乙烯混合物的分离效率通过实验的穿透曲线证实。

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       邢教授是美国麦克仪器公司的忠实用户，其课题组有我们的三站全功能型气体吸附仪3flex、高性能多通道全自动比表面与孔隙度仪tristar 3020、容量法中高压物理吸附仪asap 2050以及多站扩展式全自动比表面与孔隙度分析仪asap 2460等多款仪器，该研究团队利用这些精密仪器，对多孔材料的吸附性能进行了表征，分析结果有力的佐证了该研究的一些设想。

可通过以下链接查看原文：http://science.sciencemag.org/content/early/2016/05/18/science.aaf2458

-部分内容转自公众号材料人