找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 2080|回复: 0

[材料资讯] 张杰鹏课题组:具有中间尺寸筛分效应的MOF

[复制链接]

36

主题

87

帖子

113

积分

注册会员

Rank: 2

积分
113
发表于 2019-7-25 16:42:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 qianhai 于 2019-7-25 16:45 编辑

分子筛由于通过尺寸限制机制将所有较大的分子完全排除在外,因此具有超高的选择性和较低的再生能量。然而,它可以吸附所有小于孔径的分子,因此复杂混合物分离效果不佳。
    近日,中山大学张杰鹏带领的研究团队报道了一种具有中间尺寸筛分(iSMS)效应的金属有机框架(MAF-41),更大或更小的分子均无法通过MOF孔道。同时该MOF具有超疏水性和超高的热/化学稳定性。相关研究成果“Intermediate-sized molecular sieving of styrene from larger and smaller analogues”于7月15日在线发表在《自然·材料》期刊上(Nat. Mater., 2019, DOI: 10.1038/s41563-019-0427-z)。
        1.MAF-41可以实现苯乙烯的选择性吸附,完全排除了较大的乙苯(超过了最大孔径大小)和较小的甲苯/苯分子(没有足够的吸附能来打开腔)。混合吸附实验表明,苯乙烯分离选择性在乙苯/苯乙烯混合物中达1250,乙苯/苯乙烯/甲苯/苯混合物中苯乙烯选择性达3300,,比前人报道值高几个数量级。在单次吸附-解吸循环中,可产生纯度为99.9%+的苯乙烯。
        2. MOF结构有一定的柔性,因此孔道有一定的变化范围。在MOF吸附相应分子时,都有一定的热量放出,且热量放出与分子尺寸成正相关性。作者通过设计恰到好处的MOF结构,有合适的结构柔性,只有苯乙烯吸附的时候释放的能量足以打开MOF孔道,而更小的分子吸附能太小而不能“芝麻开门”从而实现筛分。
        3. 该MOF材料能稳定至500℃,且有超疏水性能。

分子筛

分子筛
图1:a图示传统的分子筛分过程,大分子因为动力学限制无法通过孔道,而小分子却都能发生吸附。
b图显示中间尺寸筛分效应的基本原理。恰到好处的MOF柔性结构可以在开与闭合两种状态下切换。大分子在开启状态下也无法通过,而小分子的阻挡实现却是通过主客体相互作用不足,吸附放热过小,不足以将MOF孔道从关闭切换到开启状态。

张杰鹏(ZHANG, Jie-Peng),2000年在中山大学获学士学位,2005年在中山大学获博士学位;2005-2007年在日本京都大学任JSPS博士后;2007年回中山大学工作,任副教授;2011年任教授、博士生导师。主要从事配位聚合物多孔材料的设计合成与功能研究,2010年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”,2011年获中国化学会青年化学奖,2012年获国家杰出青年科学基金,并入选中组部首批青年拔尖人才支持计划,2015年入选长江学者特聘教授,2016年获政府特殊津贴,2014-2017连续4年入选Web of Science全球高被引学者名录,曾任Cryst. Growth Des.专题编辑(2016-2017),现任Sci. Bull.副主编(2018-2022)。

  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-29 17:43 , Processed in 0.089513 second(s), 44 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表