在國(guo)際上(shang)..利用(yong)三種(zhong)金屬(shu)有機(ji)框架(jia)材料(liao)協同(tong)吸附(fu)，實現(xian)^了在(zai)四組(zu)份混(hun)合氣(qi)體條(tiao)件下(xia)，一步(bu)分離(li)制備(bei)高純(chun)👯🏾‍♂️度乙(yi)烯，西(xi)工大(da)“85後”陳(chen)凱傑(jie)教授(shou)團隊(dui)這項(xiang)研究(jiu)成果(guo)為複(fu)雜工(gong)👩‍🍼業分(fen)離體(ti)系下(xia)綠色(se)低能(neng)耗工(gong)藝的(de)研發(fa)提供(gong)一種(zhong)全新(xin)的設(she)計思(si)🛀🏼路。11月(yue)22日，該(gai)研究(jiu)成果(guo)在《科(ke)學（Science）》雜(za)志上(shang)發表(biao)。

乙烯(xi)的高(gao)純制(zhi)備在(zai)初級(ji)化工(gong)原料(liao)生産(chan)中有(you)着舉(ju)🙈足輕(qing)重的(de)作用(yong)，傳統(tong)的乙(yi)烯分(fen)離方(fang)法步(bu)驟繁(fan)多、成(cheng)本較(jiao)高且(qie)能耗(hao)高。如(ru)🤑何用(yong)更加(jia)節能(neng)高效(xiao)的方(fang)式，實(shi)現乙(yi)烯🧑🏻‍❤️‍🧑🏼的(de)分離(li)和純(chun)化？

“想(xiang)要實(shi)現乙(yi)烯的(de)一步(bu)分離(li)制備(bei)，就要(yao)使特(te)定的(de)‘多孔(kong)MOF材料(liao)’選擇(ze)性地(di)同時(shi)捕獲(huo)其他(ta)三種(zhong)氣體(ti)，隻有(you)乙烯(xi)不🧜🏼‍♀️被(bei)吸附(fu)，從而(er)單獨(du)分✋離(li)出來(lai)。這樣(yang)的道(dao)理非(fei)常簡(jian)單，實(shi)🧛🏽踐起(qi)來卻(que)絕非(fei)易事(shi)。”陳凱(kai)傑教(jiao)💫授說(shuo)。

提到(dao)“多孔(kong)材料(liao)”，我們(men)會聯(lian)想到(dao)生活(huo)中常(chang)見的(de)海綿(mian)。不過(guo)👺陳凱(kai)傑團(tuan)隊所(suo)使用(yong)的“多(duo)孔材(cai)料”是(shi)金屬(shu)-有機(ji)框架(jia)材料(liao)，即由(you)金屬(shu)離子(zi)🙆🏿和有(you)機小(xiao)分子(zi)通過(guo)配位(wei)鍵連(lian)接👩🏽‍🐰‍👩🏿形(xing)成的(de)原子(zi)三維(wei)有序(xu)排布(bu)的🤶🏾多(duo)孔晶(jing)體材(cai)🏊🏿‍♀️料。該(gai)類材(cai)料中(zhong)孔道(dao)大小(xiao)通常(chang)小于(yu)2 納米(mi)。事實(shi)上，乙(yi)💑🏾烯的(de)分子(zi)尺寸(cun)在四(si)種氣(qi)💑🏾體中(zhong)并不(bu)是.大(da)或.小(xiao)，從分(fen)子尺(chi)寸角(jiao)度想(xiang)到的(de)“分子(zi)篩”辦(ban)🧜🏼‍♀️法行(hang)不通(tong)。從分(fen)子作(zuo)用力(li)的角(jiao)度思(si)考，如(ru)果乙(yi)烯分(fen)子的(de)四極(ji)矩在(zai)四種(zhong)氣👯🏾‍♂️體(ti)中.大(da)或.小(xiao)，就傾(qing)👿向于(yu)和多(duo)孔材(cai)料之(zhi)間形(xing)成.強(qiang)或.弱(ruo)的吸(xi)附力(li)，也是(shi)一個(ge)分離(li)^乙烯(xi)的思(si)路，但(dan)乙烯(xi)的分(fen)子四(si)極矩(ju)恰恰(qia)也處(chu)于中(zhong)間。

“正(zheng)因為(wei)乙烯(xi)分子(zi)四極(ji)矩和(he)尺寸(cun)都居(ju)中的(de)特性(xing)，以往(wang)🧑🏻‍❤️‍🧑🏼的研(yan)究大(da)多都(dou)聚焦(jiao)在兩(liang)種氣(qi)體中(zhong)分離(li)乙烯(xi)，極少(shao)數研(yan)究♌️實(shi)現了(le)三種(zhong)氣體(ti)中的(de)乙烯(xi)提純(chun)。因為(wei)每增(zeng)加一(yi)種氣(qi)體，想(xiang)要一(yi)步分(fen)離制(zhi)備乙(yi)烯的(de)難度(du)就大(da)得多(duo)。”談到(dao)當初(chu)的🚶🏾‍♀️‍➡️研(yan)究設(she)想時(shi)，陳凱(kai)傑教(jiao)授說(shuo)：“如😁果(guo)使用(yong)一種(zhong)😁材料(liao)無法(fa)一步(bu)将乙(yi)烯從(cong)四種(zhong)氣體(ti)中過(guo)濾出(chu)來，那(na)麼能(neng)否使(shi)用對(dui)特定(ding)氣體(ti)有.強(qiang)吸👹附(fu)力的(de)三種(zhong)材料(liao)，分别(bie)來捕(bu)獲掉(diao)乙炔(que)、乙烷(wan)、二氧(yang)化碳(tan)？隻^要(yao)乙烯(xi)在這(zhe)三種(zhong)材😌料(liao)中都(dou)不被(bei)吸附(fu)，那麼(me)乙烯(xi)就會(hui).先從(cong)吸附(fu)柱末(mo)端流(liu)出富(fu)集。”

這(zhe)個“腦(nao)洞大(da)開”的(de)想法(fa).終成(cheng)為了(le)現實(shi)。陳凱(kai)傑團(tuan)隊通(tong)過長(zhang)時💫間(jian)的探(tan)索與(yu)驗證(zheng)，終于(yu)選定(ding)了三(san)種具(ju)有特(te)異性(xing)孔💞道(dao)結構(gou)的MOF材(cai)料。每(mei)種材(cai)料都(dou)能優(you)先吸(xi)附😍自(zi)己“喜(xi)歡”的(de)一種(zhong)氣體(ti)。這樣(yang)再把(ba)這三(san)種吸(xi)附材(cai)料以(yi)串聯(lian)的形(xing)式裝(zhuang)填🧜🏼‍♂️進(jin)單一(yi)吸🙈附(fu)柱中(zhong)，并.終(zhong)實現(xian)了乙(yi)烯的(de)一步(bu)分離(li)純化(hua)。這種(zhong)串聯(lian)式的(de)吸附(fu)柱裝(zhuang)填方(fang)式，相(xiang)較于(yu)串聯(lian)排布(bu)三個(ge)吸🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻附(fu)柱，有(you)望在(zai)未來(lai)的工(gong)業應(ying)用中(zhong)大大(da)降低(di)分離(li)裝置(zhi)的😗尺(chi)寸和(he)樣品(pin)活化(hua)💁🏼‍♀️程序(xu)。

這位(wei)在國(guo)際..學(xue)術期(qi)刊上(shang)發表(biao)論文(wen)的西(xi)工大(da)青年(nian)教師(shi)陳凱(kai)傑，是(shi)一名(ming)1986年出(chu)生的(de)年輕(qing)教授(shou)。談及(ji)未來(lai)的規(gui)劃，陳(chen)凱傑(jie)教授(shou)希望(wang)将這(zhe)項研(yan)究拓(tuo)展到(dao)能源(yuan)化工(gong)領域(yu)内其(qi)它多(duo)種能(neng)源化(hua)工原(yuan)料單(dan)體的(de)分離(li)純化(hua)工藝(yi)中。同(tong)時，也(ye)要努(nu)力實(shi)現材(cai)料的(de)低成(cheng)本化(hua)，模拟(ni)更加(jia)複雜(za)的工(gong)業分(fen)離體(ti)系，讓(rang)成果(guo)有機(ji)會從(cong)實驗(yan)室走(zou)出來(lai)，更好(hao)地服(fu)務于(yu)現實(shi)生活(huo)。

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