四川少妇大战4黑人,男人天堂日韩,天天影视国色天香综合网

超微孔金屬有機框架的設計合成及其乙炔/乙烯的膜分離應用

發(fā)布日期：2023-10-08 來源：貝士德儀器

乙炔（C₂H₂）和乙烯（C₂H₄）是石油化工的重要原料，然而C₂H₂和C₂H₄物化性質相似，C₂H₂/C₂H₄分離是一個具有挑戰(zhàn)性且至關重要的化工過程。精餾法是目前工業(yè)上常用分離技術，但其能耗大、成本高；開發(fā)新型低能耗的膜分離技術成為行業(yè)熱點。金屬有機框架（MOFs）具有網(wǎng)格化學的結構特點，精確調控MOF孔道結構將為C₂H₂/C₂H₄分離提供可能；同時，基于MOFs混合基質膜將結合MOFs結構特點與膜分離的操作優(yōu)勢，將為C₂H₂/C₂H₄高效分離奠定基礎。

近日，吉林大學劉云凌課題組與東北師范大學鄒小勤/朱廣山課題組提出混合配體驅動的網(wǎng)格化學合成策略，成功構筑了三種同構JLU-MOFs，并從配體角度優(yōu)化了三角形孔道結構；將JLU-MOFs制備成混合基質膜，顯著提升了C₂H₂/C₂H₄分離效果（圖1）。在JLU-MOFs設計合成中，通過選擇不同尺寸的配體對孔道進行微調（2.5 ?-4.7 ?），并通過取代基修飾進一步調控了孔道內部環(huán)境。吸附實驗證實了結構優(yōu)化對JLU-MOFs特異性識別乙炔氣體起到關鍵性作用（圖2）：隨著配體長度增加，JLU-MOF88的C₂H₂吸附能力是JLU-MOF87的兩倍；甲基化的JLU-MOF89不僅具有最優(yōu)孔徑，同時擁有更強的骨架-C₂H₂主客體相互作用，從而能從C₂H₂/C₂H₄中選擇性識別C₂H₂。此外，將JLU-MOFs與6FDA-ODA聚合物進行共混，制備了大面積連續(xù)的混合基質膜。氣體滲透實驗結果表明（圖2），結構優(yōu)化的JLU-MOF89賦予了JLU-MOF89/6FDA-ODA膜更優(yōu)的C₂H₂/C₂H₄分離性能，其中C₂H₂滲透率和C₂H₂/C₂H₄選擇性較6FDA-ODA聚合物分別提高了400%和200%。設計合成具有精確孔道結構的MOFs為實現(xiàn)MOFs功能提供了新的藍圖，制備基于MOFs薄膜材料為C₂H₂/C₂H₄分離提供了一種經(jīng)濟高效技術。