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Angew. Chem. Int. Ed. 西安交大楊慶遠團隊在電子氣體分離研究領域取得重要進展

來源：西安交通大學      2022-06-24
導讀： 西安交大楊慶遠團隊在電子氣體分離研究領域取得重要進展，相關成果以《金屬-有機框架（MOFs）的孔結構調控用于捕獲溫室氣體SF6并具有創記錄的分離比》（Pore-Structure Control in Metal–Organic Frameworks (MOFs) for Capture of the Greenhouse Gas SF6with Record Separation）為題發表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并被選為熱點論文(Hot paper)。該研究工作由西安交通大學化工學院楊慶遠團隊完成，化工學院為唯一完成單位，博士研究生王少敏為該文章第一作者，楊慶遠教授為通訊作者。

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六氟化硫（SF6）作為一種電子氣體,具有良好的化學穩定性、耐腐蝕性和電絕緣性，在半導體、電力設備、航空航天、金屬加工、醫療等領域應用廣泛。但六氟化硫也是《聯合國氣候變化框架公約》中重點控制的溫室氣體之一，它的溫室效應是二氧化碳的22800倍，《京都議定書》將其列為六大溫室氣體之一。各行業中使用的六氟化硫僅有一小部分被回收利用，大部分被直接排放到空氣中，因此六氟化硫氣體的高效回收與減弱其直接排放所導致的溫室效應具有重要的實際意義。

針對上述問題，西安交通大學化工學院楊慶遠教授課題組開發了系列具有不同孔結構的金屬-有機框架（MOF）材料，用于六氟化硫的捕獲。研究表明，具有一維納米孔道且孔尺寸與SF6分子動力學直徑相近的MOF材料具有良好的六氟化硫捕獲效果。MOF材料Ni(ina)2的孔徑為0.6 nm，和SF6的分子大小（0.52 nm）非常匹配，因此該材料表現出優良的六氟化硫捕獲效果，Ni(ina)2在298K（0.1 bar）下的SF6吸附量為2.39 mmol/g，其SF6/N2分離比高達375。理論模擬計算和單晶結構解析表明Ni(ina)2框架和六氟化硫分子之間存在較強的作用力，可以從低濃度SF6-N2混合氣中選擇性地捕獲六氟化硫分子。動態突破實驗也進一步表明Ni(ina)2具有良好的SF6/N2實際分離效果，該工作為工業上含氟電子氣體的捕獲提供了思路。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202207066

課題組主頁：http://gr.xjtu.edu.cn/web/qingyuan.yang

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