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有機框架(MOF)材料研發 可用于六氟化硫的捕獲
2022年06月24日 11:42:19
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：4876
西安交通大學化工學院楊慶遠教授課題組開發了系列具有不同孔結構的金屬-有機框架(MOF)材料，可用于六氟化硫的捕獲。他們的研究表明，具有一維納米孔道且孔尺寸與SF6分子動力學直徑相近的MOF材料具有良好的六氟化硫捕獲效果。
【化工儀器網 項目成果】六氟化硫，是一種無機化合物，化學式為SF6。SF6是強電負性氣體，它的分子極易吸附自由電子而形成質量大的負離子，削弱氣體中碰撞電離過程，因此其電氣絕緣強度很高，在均勻電場中約為空氣絕緣強度的2.5倍。因此，SF6具有良好的化學穩定性、耐腐蝕性和電絕緣性，在半導體、電力設備、航空航天、金屬加工、醫療等領域應用廣泛。
但六氟化硫也是《聯合國氣候變化框架公約》中重點控制的溫室氣體之一，它的溫室效應是二氧化碳的22800倍，《京都議定書》將其列為六大溫室氣體之一。但是，目前各行業中使用的六氟化硫僅有一小部分被回收利用，大部分被直接排放到空氣中。
針對上述問題，西安交通大學化工學院楊慶遠教授課題組開發了系列具有不同孔結構的金屬-有機框架(MOF)材料，可用于六氟化硫的捕獲。他們的研究表明，具有一維納米孔道且孔尺寸與SF6分子動力學直徑相近的MOF材料具有良好的六氟化硫捕獲效果。
MOF材料Ni(ina)2的孔徑為0.6 nm，和SF6的分子大小(0.52 nm)非常匹配，因此該材料表現出優良的六氟化硫捕獲效果，Ni(ina)2在298K(0.1 bar)下的SF6吸附量為2.39 mmol/g，其SF6/N2分離比高達375。經理論模擬計算和單晶結構解析表明Ni(ina)2框架和六氟化硫分子之間存在較強的作用力，可以從低濃度SF6-N2混合氣中選擇性地捕獲六氟化硫分子。
據介紹，該研究團隊的動態突破實驗也進一步表明Ni(ina)2具有良好的SF6/N2實際分離效果，該工作為工業上含氟電子氣體的捕獲提供了思路。
相關論文Pore-Structure Control in Metal–Organic Frameworks (MOFs) for Capture of the Greenhouse Gas SF6 with Record Separation于近日發布在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)，并被選為熱點論文(Hot paper)。
參考來源：中國科學報
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