中国科学院福建物质结构研究所吴明燕

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人类社会对化石能源的过度开发利用，造成了严重的环境污染以及资源枯竭等问题。近年来，乙醇由于可以作为石油的替代能源以及燃料添加剂而备受关注。然而，如何将生物乙醇纯化至燃料级的乙醇最大的挑战在于醇-水混合物的分离。传统的蒸馏方法能耗高，效率低，而且醇-水共沸物的存在使得其中6%的水不能除去。相比之下，吸附分离被认为是一种环境友好、节能和经济的方法，而且吸附剂能在较温和的条件下实现再生利用。金属有机框架材料因其孔道大小形状可控、孔道表面物理化学性质可以修饰，在实际应用中展现出较传统吸附材料(无机沸石、活性炭)更优越的性能。然而如何设计合成金属有机框架材料使其具有合适的孔道结构，并适用于精准分离醇-水混合物是一个关键难题。

        中科院福建物构所吴明燕研究员课题组设计合成了一例超稳定的微孔金属有机框架材料（1）。X射线单晶衍射分析显示，该材料活化除去孔道中的结晶水后可以快速重新捕获环境中的水分子，并实现可逆的单晶到单晶的结构转变。且由于微孔结构的尺寸筛分作用，该材料可以选择性吸附水而不吸附甲醇和乙醇。使用活化后的样品1des制备气相色谱分离柱，并进行乙醇-水混合物的分离实验。结果表明1des可以在较宽的乙醇-水二元混合物的比例范围内高效分离得到乙醇。此外，120°C活化得到的1des可以将95%的乙醇提纯到97.43%，而分子筛则需要在200°C高温下活化后才能达到相当的纯化效果。结果表明该材料可以更加节能、高效地实现乙醇纯化。