食药学院教师发表高水平论文 工业应用价值突出

  本网讯 近日,食品与制药工程学院马德运博士带领的有机功能材料团队在《Journal of Materials Chemistry A》发表有关气体吸附分离方面的研究论文,题为“Inverse and highly selective separation of CO2/C2H2 on a thulium-organic framework”,该论文以我校为第一完成单位,华南理工大学等为合作单位。据了解,Journal of Materials Chemistry A是中科院一区Top期刊,2018年影响因子为10.733。

  乙炔是重要的基础原料,也是一种非常重要的化工原料。工业制备的乙炔过程中常伴随着少量二氧化碳共存,由于乙炔和二氧化碳分子在大小、形状以及一些物性方面都非常接近,因此二者的分离极具挑战性。金属有机骨架(MOFs)材料因其可修饰的孔道结构、高比表面积和孔容等诸多优点在气体选择性吸附和分离方面具有潜在的应用前景。截至目前,报道的基于MOFs在常温1 bar条件下能选择性吸附二氧化碳进而分离纯化二氧化碳/乙炔混合气体的材料仅有3例,但这3例MOFs材料存在水相不稳定和低吸附量的缺陷,严重制约其工业应用。

  论文报道了一例微孔铥基MOF材料,结构中含有游离的客体水分子和配位水分子,采用不同的活化手段,成功得到两种不同孔道环境和孔径尺寸的MOFs材料,并应用于CO2/C2H2混合气体吸附分离。结果发现,当孔道内存在配位水分子时,结合有机配体上的羟基基团以及较小的孔径,该材料在298 K和1 bar条件下,对二氧化碳的吸附量为(5.83 mmol∙g-1)以及IAST选择性高达17.6(迄今报道的最高值)。同时,模拟计算和穿透实验均验证了上述结果。该研究成果为MOFs材料的工业应用提供了基础。

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