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张章静团队 Angew.Chem.:孔工程优化超微孔MOFs对乙醇/水的筛分效应
发布时间:2023-01-03

生物乙醇作为重要的生物燃料,是一种可持续的清洁能源,而生物乙醇中微量水的高效脱除是实现其推广应用的重要前提。近年来,多孔材料,特别是金属有机框架材料(MOFs),因具有孔隙率高、孔道结构灵活可调、稳定性高、回收方便等优点,在乙醇的脱水纯化方面展现出巨大潜力。目前,已开发的MOFs,通过吸收水分或吸收乙醇来达到醇/水分离的目的,但通常存在共吸附现象,分离选择性有限。即使是微孔MOFs,在水含量极低时,分离效果也不理想。如何通过孔道设计,优化MOFs对水和乙醇的分子筛分效应,实现乙醇中微量水的高效脱除,仍是一项具有重要意义的工作。

近期,福建师范大学张章静教授和陈邦林教授合作,在超微孔MOFs用于醇/水分离方面取得了新进展,探索并揭示了分效应的强化机理。该工作中采用方酸为配体的超微孔MOFsUTSA-280Co-squarate)作为吸附剂,进行乙醇/水混合物的分离。UTSA-280Co-squarate分别具有3.8×3.8 Å24.1×4.3 Å2的孔道,该孔道尺寸正好落在水分子和乙醇分子尺寸之间,因此对乙醇和水具有分子筛分作用。加上UTSA-280Co-squarate孔道中分别具有配位水和羟基基团,增加了对水的亲和力,可进一步提升对微量水的吸附能力。

第一作者:郑小青博士生研究生

通讯作者:张章静教授、陈邦林教授、项生昌教授

通讯单位:福建师范大学

论文DOI10.1002/anie.202216710