暨南大學作為唯一單位發表最新Nature: 新型MOF實現動態分子篩選
【引言】
剛性分子篩材料能夠將小分子從相對較大的大分子中提取出來,而更進一步利用動態分子篩材料則能夠分離具有特定物化性質的分子。眾所周知,MOF是一種能夠在分子水平精確控制自身結構和功能的材料。然而,設計具有局部柔性的MOF框架用于動態分子篩選長期以來都是非常艱巨的課題。
【成果簡介】
針對這一挑戰,暨南大學的陸偉剛和李丹(共同通訊作者)等人報道了一種具有一維通道特征的MOF材料(JNU-3a),這類一維通道帶有嵌入的動態分子口袋,可在不同壓力條件下分離丙烯和丙烷。當JNU-3a暴露在丙烷或者丙烯氣氛中時,其會發生單晶-單晶轉變,揭示了分子口袋具有動態的本質。實驗表明,JNU-3a在等摩爾丙烯/丙烷混合物單吸附-解吸附循環中可實現高純度的丙烯分離(大于等于99.5%),丙烯的最大產量可達到53.5升每千克。作者認為,這一研究工作呈現了新型分子篩材料的設計,在吸附分離領域具有巨大的應用前景。2021年07月21日,相關成果以題為“Orthogonal-array dynamic molecular sieving of propylene/propane mixtures”的文章在線發表在Nature上。
【圖文導讀】
圖1 分子篩選
圖2 JNU-3的晶體結構
圖3 氣體吸附性質和DSC表征
圖4 結合位點和動態通道開啟
圖5 流穿實驗
圖6 潮濕條件下的可循環性和流穿實驗
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文獻鏈接:Orthogonal-array dynamic molecular sieving of propylene/propane mixtures(Nature, 2021, DOI: 10.1038/s41586-021-03627-8)
本文由材料人學術組NanoCJ供稿。
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