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中科院開發(fā)一種新型金屬有機框架吸附材料
2023年02月09日 11:18:15 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：4419

近日,，中國科學院大連化學物理研究所研究員王樹東團隊與沙特阿拉伯國王科技大學教授賴志平團隊合作，提出了一種通過原位氟化合成Fe基金屬節(jié)點的策略,。

　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】C2H2/CO2具有相同的動力學尺寸,、相似的極化率和相近的沸點，在潮濕的工業(yè)環(huán)境中吸附分離C2H2和CO2具有挑戰(zhàn),。MOFs是一種孔道豐富,，結(jié)構(gòu)可調(diào)的多孔材料，但是其穩(wěn)定性,、耐水性相比于活性炭和分子篩較差,，這也限制了其在C2H2潮濕環(huán)境下分子的吸附和C2H2/CO2的分離。
 
　　近日,，中國科學院大連化學物理研究所研究員王樹東團隊與沙特阿拉伯國王科技大學教授賴志平團隊合作,，提出了一種通過原位氟化合成Fe基金屬節(jié)點的策略。團隊設計合成了一種新型全氟節(jié)點金屬有機框架(MOFs)——DNL-9(Fe),，該材料是一種具有螺旋氟橋金屬節(jié)點結(jié)構(gòu)的Fe-MOFs吸附劑,，可用于潮濕條件下的C2H2/CO2吸附分離。研究團隊在DMF溶劑高溫分解條件下構(gòu)造出還原性合成環(huán)境,，促進了F原子與金屬Fe的直接配位絡合,。團隊采用簡單的HF試劑，實現(xiàn)了Fe-MOFs的金屬節(jié)點的原位氟化和螺旋結(jié)構(gòu)拓撲鏈的生長,，從而開發(fā)出具有混合變價的[Fe6(μ-F)6F8]配位節(jié)點的全氟Fe基材料DNL-9(Fe),。它的結(jié)構(gòu)區(qū)別于常見的節(jié)點，是一種環(huán)境友好型吸附劑,。
 
　　該方法通過強化C2H2與MOFs限域孔道內(nèi)的氫鍵作用實現(xiàn)C2H2的選擇性吸附,，同時可以提升材料的耐水性和抗水氣吸附干擾能力。然而,，在MOFs的合成中難以對金屬節(jié)點進行原位氟化配位,。目前，構(gòu)筑含氟MOFs單元通常采用價格昂貴的商業(yè)試劑,，這也阻礙了含氟MOFs的低成本生產(chǎn)與實際應用,。
 
　　該材料還具備優(yōu)異的耐水性和化學穩(wěn)定性,，在潮濕環(huán)境中可以高效分離C2H2/CO2，一次提濃后的C2H2純度即可達到99.9%,。同時,，氟化的金屬位點Fe-F-Fe有效降低了H2O和C2H2分子的吸附熱，在真空條件下即可循環(huán)再生,，可以應用于變壓吸附和真空解吸工藝,。
 
　　本工作為多孔材料結(jié)構(gòu)設計、MOFs的氟化改性和吸附分離提供了新的思路,。
 
　　相關(guān)論文Fluorido-bridged robust metal–organic frameworks for efficient C2H2/CO2 separation under moist conditions于近日發(fā)表在國際期刊《化學科學》(Chemical Science),。
 
　　資料來源：中國科學院大連化學物理研究所

 

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