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山东省生物物理重点实验室在晶态多孔材料构筑及其在气体吸附分离中的应用方面连续发表高水平成果

发布时间：2024-11-05

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天然气的主要成分是甲烷，另外还含有少量的乙烷（C2）和丙烷（C3）等气体杂质。为了满足行业标准，天然气中的杂质须在运输及使用前去除掉。因此，有效地捕获天然气中的丙烷和乙烷非常重要。乙烯（C2H4）作为石化工业中一种极为重要的化学品，2020年全球产量已超过2亿吨。目前，乙烯的主要生产方式是碳氢化合物的蒸汽裂解，其中乙炔（C2H2）和二氧化碳（CO2）不可避免地作为下游副产物共存。

基于以上背景，生物物理研究院山东省生物物理重点实验室功能生物分子作用机制课题组的李丙文副教授，利用三齿羧酸配体构建了具有氧开放位点的超微孔Cd-MOF，并研究了其从含CH4/C2H6/C3H8中回收高纯甲烷(CH4)的性能。其中高纯CH4产率达9.8 mmol/g。此外，GCMC模拟DFT计算表明，孔隙中存在的丰富氧位点是性能好的主要原因。动态穿透实验证明了Cd-MOF可作为天然气纯化的有效吸附剂。相关成果以A stable ultramicroporous Cd(II)-MOF with accessible oxygen sites for efficient separation of light hydrocarbons with high methane production为题发表在国际期刊《Separation and Purification Technology》上。

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另外，李丙文副教授进一步通过构筑了负电势糖葫芦孔框架（SGPF-1），成功地从三元混合物中一步提纯乙烯，并通过计算模拟来验证了其吸附分离机理，相关成果以Construction of negative electrostatic sugared gourd pore within nickel-based metal-organic framework for one-step purification acetylene from ethylene and carbon dioxide mixture为题发表在国际期刊《Chemical Engineering Journal》上。