金屬有機(jī)框架材料可分離乙烯乙炔混合氣體

發(fā)布時(shí)間:2016-05-23 來源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專題: 材料研發(fā) 打印

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  浙江大學(xué)、愛爾蘭利莫瑞克大學(xué)和美國(guó)得克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校的科學(xué)家制備出一種金屬有機(jī)框架材料,可高效吸附分離乙烯、乙炔混合氣體,吸附容量達(dá)到已知最佳吸附材料的5.7倍,是目前文獻(xiàn)記載的最高紀(jì)錄。

金屬有機(jī)框架材料可分離乙烯乙炔混合氣體
金屬有機(jī)框架材料可分離乙烯乙炔混合氣體

  這一研究被認(rèn)為是氣體吸附分離技術(shù)領(lǐng)域的一大突破,相關(guān)論文于北京時(shí)間20日在線發(fā)表在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上。

  乙烯和乙炔作為重要化工原料,生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)量標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展水平。論文通訊作者之一、浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院邢華斌教授介紹,由于常用的氣體吸附材料難以兼具高吸附力和高吸附容量的特性,工業(yè)界往往以高昂的設(shè)備投資和巨大的能量消耗作為代價(jià),來實(shí)現(xiàn)高純氣體制備。

  邢華斌課題組與愛爾蘭、美國(guó)的科研人員合作研制出的新型材料呈粉末狀,具有三維網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu),孔徑0.4納米至1納米,每一克的表面積達(dá)到上千平方米,網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)中還嵌有一種能夠捕捉乙炔分子的陰離子,可有效提升吸附效率。

  “乙烯乙炔混合氣體在通過這種‘三維網(wǎng)絡(luò)’時(shí),陰離子會(huì)牢牢‘捉住’乙炔分子,適宜的孔徑促使每四個(gè)乙炔分子‘手拉手’圍成環(huán)狀有序排列,分離出高純度乙烯。”邢華斌說,在分離結(jié)束后,采用惰性氣體吹掃或加熱抽真空方法就可以實(shí)現(xiàn)材料再生和乙炔回收,整個(gè)過程簡(jiǎn)單、高效,可顯著減少生產(chǎn)能耗。

  研究人員表示,下一步將積極推進(jìn)該項(xiàng)氣體分離技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,并嘗試將這一新型材料應(yīng)用于二氧化硫、硫化氫等氣體的脫除。

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