2018年11月6日,国际顶级学术期刊《Nature Materials》杂志在线发表了太原理工大学李晋平教授科研团队的研究论文“Molecular sieving of ethylene from ethane using a rigid metal-organic framework [Nature Materials, 2018, doi: 10.1038/s41563-018-0206-2]”。美国德州大学圣安东尼奥分校林锐标博士是论文第一作者,我校化学化工学院李立博讲师为共同第一作者,李晋平教授为共同作者。美国国家标准与技术研究院Wei Zhou博士和美国德州大学圣安东尼奥分校陈邦林教授为本文的共同通讯作者。
在烯烃生产过程中,炼厂副产干气等排放气中富含オンライン カジノ ボーナス、乙烷、丙烷等轻质烃,其中オンライン カジノ ボーナス的含量可达14%~22%。据统计,我国每年催化裂化装置产生超过520万吨的炼厂气。虽然炼厂干气中的烯烃具有较高的利用价值,但利用率很低。大量的炼厂干气被直接并入瓦斯管网用作燃料气,有些甚至直接排空燃烧掉,造成了极大的资源浪费和二氧化碳排放。传统工艺回收炼厂干气普遍采用活性炭作为吸附剂,选择性低且回收率较低。如何制备高效高稳定的オンライン カジノ ボーナス吸附剂来实现低浓度オンライン カジノ ボーナス的高效富集,成为工业与学术界面临的公共难题。
金属有机骨架材料(MOFs)因其丰富可修饰的结构,灵活可控的孔道在碳氢化合物高效分离方面显示出巨大的应用前景。传统思路对オンライン カジノ ボーナス分离的研究,集中于利用MOFs材料中的不饱和金属空位与オンライン カジノ ボーナス形成的π键相互作用而选择性吸附オンライン カジノ ボーナス。然而,具有不饱和金属空位的MOFs材料,一方面其结构稳定性较差,遇到空气中的水分,结构容易发生破坏。另一方面,π键相互作用导致吸附能过高,导致脱附困难,显著提高分离的生产能耗。为了克服现阶段研究存在的问题,本文的研究人员研发了[Ca(C4O4)(H2O)](UTSA-280)MOF,独特的全刚性框架使其孔道能够仅仅吸附オンライン カジノ ボーナス,完全不吸附尺寸稍大一些的甲烷,乙烷或丙烷,显示出非常理想的オンライン カジノ ボーナス/乙烷吸附选择性(>10000)。通过实际的分离实验显示,该材料可以从オンライン カジノ ボーナス-乙烷(1-1)混合气中,一步分离得到高于99%的高纯オンライン カジノ ボーナス。并且可从C1-C4的八种气体混合物中,选择性捕获オンライン カジノ ボーナス,实现オンライン カジノ ボーナス的直接富集。
值得注意的是,UTSA-280材料可以通过硝酸钙和方酸(廉价工业原料)在水溶液中直接混合制备。该材料具有成本低、环境友好、可规模化制备且高的水稳定性等优点,结合优异的オンライン カジノ ボーナス分离性能,使其在炼厂干气等排放气中回收低浓度オンライン カジノ ボーナス的应用方面显示出巨大的应用潜力。
感谢国家自然科学基金(21136007,21606163)和山西省自然科学基金(201601D021042)等对本工作的支持。近年来,李晋平教授所领导的研究团队在气体分离领域不断取得新的突破,在Science,NatMater.,J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Ed. Int.,J. Mater. Chem. A等系列国际著名期刊发表论文多篇,获授权国家发明专利十余项。