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我校霍夫曼先進材料研究院再獲重要研究進展

發布:2021-04-02

一種高穩定性金屬有機骨架多孔材料。

近日(ri),我校霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料研究院諾獎團(tuan)隊在(zai)高(gao)品(pin)質汽油組分節能(neng)分離(li)領域(yu)取得重要(yao)研究進(jin)(jin)展(zhan):開發一(yi)種高(gao)穩(wen)定(ding)性(xing)金屬(shu)有機骨架(jia)多孔材(cai)料,該(gai)材(cai)料首(shou)次(ci)實現常溫常壓下單支鏈(lian)和(he)雙支鏈(lian)烷烴的完(wan)全篩分,在(zai)節能(neng)分離(li)領域(yu)有重要(yao)應(ying)用前景。這一(yi)研究成果發表在(zai)化(hua)學(xue)領域(yu)國際頂尖期刊《美國化(hua)學(xue)會志》(J. Am. Chem. Soc., 2020, DOI: 10.1021/jacs.0c01769)上(shang),論文第一(yi)作者為霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料研究院余(yu)良,通訊作者為王浩副教授和(he)李靜客座(zuo)教授。深圳職業技術學(xue)院為論文第一(yi)完(wan)成單位。

隨著我國環保(bao)標準(zhun)越來越高(gao),汽(qi)油質量標準(zhun)也在(zai)逐步升級,要求汽(qi)油在(zai)降硫、降烯烴的前(qian)提下(xia)(xia)保(bao)持(chi)辛(xin)烷(wan)值。在(zai)此背景下(xia)(xia),增大高(gao)辛(xin)烷(wan)值清潔汽(qi)油調和組分(fen)(fen)(fen)(fen)如異(yi)(yi)構(gou)(gou)化油在(zai)汽(qi)油池中的比例,以(yi)在(zai)降硫、降烯烴的前(qian)提下(xia)(xia)保(bao)持(chi)辛(xin)烷(wan)值,增加高(gao)標號汽(qi)油產量,是目(mu)前(qian)我國石油化工行業的重(zhong)要任務,關乎國民經濟和社會(hui)發(fa)展(zhan)。烷(wan)烴同分(fen)(fen)(fen)(fen)異(yi)(yi)構(gou)(gou)體(主要為C5/C6烷(wan)烴)的分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)是生(sheng)產高(gao)辛(xin)烷(wan)值異(yi)(yi)構(gou)(gou)化汽(qi)油組分(fen)(fen)(fen)(fen)的重(zhong)要工藝過程(cheng)。傳統的分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)技術以(yi)蒸餾為主。近年(nian)來,為降低分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)過程(cheng)所需的能耗(hao)、減少碳排放,科學家(jia)嘗試(shi)利(li)用固體多孔(kong)材(cai)(cai)料(liao)吸附(fu)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)的方法分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)烷(wan)烴同分(fen)(fen)(fen)(fen)異(yi)(yi)構(gou)(gou)體。目(mu)前(qian)所使用的5A分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)篩由于其(qi)吸附(fu)容(rong)量相對較低,且不具備分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)單/雙支鏈同分(fen)(fen)(fen)(fen)異(yi)(yi)構(gou)(gou)體的能力(li),因此限制了其(qi)大規(gui)模應用。研究表明,新型多孔(kong)材(cai)(cai)料(liao)金(jin)屬有機框架(MOFs)由于其(qi)高(gao)比表面(mian)積(ji)、孔(kong)結構(gou)(gou)高(gao)度可調等特點(dian),有望解(jie)決目(mu)前(qian)所存在(zai)的技術瓶頸(jing)。

為此,我校研(yan)究團(tuan)(tuan)隊(dui)開發一種高(gao)穩(wen)定性金(jin)屬有(you)機骨架材料Al-bttotb并(bing)探索其烷(wan)(wan)烴(jing)(jing)同分(fen)(fen)(fen)異構(gou)體(ti)吸(xi)(xi)附分(fen)(fen)(fen)離(li)性能(neng)。由于具(ju)有(you)合適的(de)孔道形狀和孔徑,該(gai)材料在(zai)常溫常壓下只(zhi)吸(xi)(xi)附直鏈(lian)和單(dan)支(zhi)鏈(lian)烷(wan)(wan)烴(jing)(jing),而(er)(er)不吸(xi)(xi)附雙支(zhi)鏈(lian)烷(wan)(wan)烴(jing)(jing),因而(er)(er)可實(shi)現烷(wan)(wan)烴(jing)(jing)同分(fen)(fen)(fen)異構(gou)體(ti)的(de)高(gao)效分(fen)(fen)(fen)離(li)。該(gai)項成果(guo)為利用(yong)節能(neng)、環保的(de)吸(xi)(xi)附分(fen)(fen)(fen)離(li)技(ji)術(shu)分(fen)(fen)(fen)離(li)烷(wan)(wan)烴(jing)(jing)同分(fen)(fen)(fen)異構(gou)體(ti)提供了可能(neng),具(ju)有(you)較好的(de)應用(yong)潛力。該(gai)項研(yan)究受到國家自(zi)然科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)、廣東省自(zi)然科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)以(yi)及(ji)深圳職(zhi)業技(ji)術(shu)學(xue)院高(gao)層次團(tuan)(tuan)隊(dui)引(yin)進計(ji)劃等項目的(de)資(zi)助。目前該(gai)團(tuan)(tuan)隊(dui)正在(zai)與中石(shi)油的(de)研(yan)究團(tuan)(tuan)隊(dui)合作(zuo),探索吸(xi)(xi)附分(fen)(fen)(fen)離(li)技(ji)術(shu)應用(yong)于石(shi)腦油分(fen)(fen)(fen)離(li)的(de)產業化可能(neng)。

據悉,J. Am. Chem. Soc. 是化學、材料(liao)領域的頂級期刊,發(fa)表基(ji)礎研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)或應用基(ji)礎研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)領域突破性的成果,創刊至今已有(you)140年的歷史(shi)。這是我校霍夫曼先進材料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)半年內第二(er)次在J. Am. Chem. Soc.上發(fa)表研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成果。

(霍夫(fu)曼(man)先進(jin)材(cai)料(liao)研究院)

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