物理科技生物学-PHYICA

池美香使用柔性分子筛分离气体

化学 2022-05-21 00:02:07

利物浦大学 分子筛的动态性质和灵活性对于理解其传输小分子的性能至关重要

学分:利物浦大学 利物浦大学和阿卜杜拉国王科技大学的研究人员报告了一些令人兴奋的发现,这些发现与金属有机框架有关,金属有机框架是一类多孔材料,可以使许多重要的气体分离过程受益

这个发现发表在本月出版的两篇研究论文中

金属有机框架是一类相对较新的多孔晶体材料,具有广泛的应用

一些多孔质膜可以充当分子筛,允许混合物中的一种气体分子通过,同时阻挡其他气体分子

例如,众所周知,一些MOFs将丙烯从丙烷中分离出来,丙烷是聚丙烯塑料生产中的一种重要工艺,需要高纯度的丙烯

在《自然通讯》发表的第一篇论文中,研究人员证明,与厨房用的筛子不同,这些三维分子筛可以改变它们的孔隙形状,它们的柔韧性对这一性能至关重要

由实验x光数据支持的计算模型表明,对于一种被称为KAUST-7的高性能MOF,由丙烯和丙烷气体分子的存在触发的MOF的结构变化在性质上是不同的,并导致更强的吸附和更快的丙烯传输,从而基本上将丙烷分子筛出

然而,很难预测哪些其他种类的多孔膜具有这种功能的灵活性,因此对于给定的气体分离也可能是好的,因为性能是由难以预测或实验确定的特定分子相互作用控制的

在发表于《物理化学化学物理》的第二篇论文中,研究人员聚焦于这一挑战

他们开发了一种计算筛选方法来评估超过4000个以前报道过的多器官功能衰竭在像分子筛一样起作用时的灵活性

使用这种方法,他们确定了显示出从丙烷中分离丙烯的潜力的四个最大的MOFs其中两个已经被认为具有良好的性能,而另外两个还没有通过实验进行测试

医生

马修·戴尔是一名化学讲师,也是该大学功能材料设计勒弗乌尔姆研究中心的成员,他说:“近年来,多功能体适一体机引起了人们极大的兴趣,人们对其技术应用抱有很大的希望,尤其是在柔性多功能体适一体机方面

“我们的研究增加了我们对多器官功能衰竭的了解,为什么有些能够充当筛子,哪些表现出灵活性

“通过使用计算方法,我们能够识别灵活的多效燃料电池,这些发现有可能使气体净化过程更加节能

这对于制造高质量塑料非常重要,因为高质量塑料需要纯起始化合物,而这些化合物通常是从石化加工的气体副产品中提取的

" “这种高通量筛选方法可应用于许多具有不同潜在应用的不同材料

它们有潜力改变我们寻找材料的方式,以应对技术挑战

" 勒沃尔姆功能材料设计研究中心是一个跨学科的研究中心,旨在革新新材料的设计

它将化学知识与最先进的计算机科学结合在一起,开发了一种在原子尺度上设计功能材料的新方法

《自然通讯》上发表了一篇名为“在金属-有机框架中,通过主体动力学来区分客体位置增强丙烯-丙烷分离”的论文

“用于丙烷和丙烯动力学分离的金属-有机框架的高通量筛选”的论文发表于物理化学化学物理

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