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分子篩效應名詞解釋 分子篩效應

效應名詞解釋分子篩

分子篩效應(分子篩效應名詞解釋)
近日 ， 中山大學化學學院張教授在《Nature Materials》上發表論文 ， 報道了配位聚合物多孔材料吸附分離的新進展 ， 提出并驗證了中等尺寸分子篩的概念 。
【分子篩效應名詞解釋 分子篩效應】論文鏈接:
http://dx.doi.org/10.1038/s41563-019-0427-z
化學混合物的分離和純化是化學工業中的主要能源消耗 。例如 ， 作為單體原料的合成橡膠、熱塑性塑料、樹脂等 。 ， 苯乙烯主要來源于乙苯的催化裂化/脫氫反應 。由于反應受熱力學限制 ， 產物中含有大量未反應的乙苯 ， 以及苯和甲苯等一些副產物 。在工業上 ， 通常需要使用幾個真空蒸餾/精餾塔來獲得聚合純度(99.5%)的苯乙烯 。
將傳統的分離純化技術如蒸餾改為基于多孔材料的吸附分離有望大大降低能耗 。分子篩在分子水平上具有均勻的孔徑 ， 只能讓小于孔徑的分子通過 ， 從而達到理想的吸附選擇性 。但是 ， 當混合物中有許多不同尺寸的組分 ， 而純化目標不是最小的組分時 ， 分子篩的效果會大大降低 。例如苯乙烯的粒徑在乙苯和苯/甲苯之間 ， 用分子篩一次吸附不可能得到高純度的苯乙烯 。
傳統分子篩效應與中型分子篩效應的比較
張教授的研究團隊長期致力于配位聚合物多孔材料的設計、功能和機理研究 ， 開發了“動力學控制的柔性”(J. Am ?；瘜W 。社會主義者2008, 130, 6010;納特 。Sci 。修訂版2018 ， 5 ， 907) ， “通過親水通道捕獲疏水分子”(NAT 。Communi.2015 ， 6 ， 8697) ， “通過控制客體分子的構型來控制吸附選擇性”(Science 2017 ， 356 ， 1193)等 。
最近 ， 他們提出了一種新的吸附和分離原理 ， 稱為中等尺寸分子篩(iSMS) ， 它只能吸附復雜混合物中的中等尺寸目標組分 ， 并解決了苯乙烯分離和純化等重要要求 。為了實現這種特殊的吸附行為 ， 多孔材料必須具有適當的柔性 ， 從而通過結合熱力學原理(太小的分子吸附能不足以打開柔性框架)和動力學原理(太大的分子尺寸超過打開的孔窗)來排除非目標成分 。他們設計合成了一個柔性有限的配位聚合物多孔材料MAF-41的實例 ， 實現了乙苯、苯乙烯、甲苯和苯混合物中苯乙烯的超高效純化(選擇性3300) 。只需要一個吸附-解吸循環就可以獲得純度為99.9%+ 。MAF-41還具有超高的熱穩定性(500℃)、水穩定性(沸水 ， pH3-14)和超疏水特性 ， 有利于實際應用 。
同時 ， 《自然·材料》雜志發表了莫里斯教授的新聞評論論文(http://dx . doi . org/10.1038/s 41563-019-0437-x) ， 對這項工作給予了高度評價 。
本文第一作者為博士(2016年畢業 ， 現為學院特約副研究員) ， 張教授為通訊作者 。本文的合作者包括工程師、杜教授和中山大學國家超級計算廣州中心的顏輝博士 。這項工作得到了陳曉明教授的大力支持 ， 并得到了國家自然科學基金、廣東省珠江人才計劃“地方創新團隊”和廣東省重點領域R&D計劃的資助 。(來源:中山大學化學學院)

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