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金屬—有機框架材料分離領域研究取得新進展
《德國應用化學》楊維慎等 / 時間:2020-11-11 00:46:58

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MOF主—客體相互作用調控實現低濃度生物糠醛富集分離 課題組供圖

中國科學報11月10日訊:近日,高赔彩票平台9.999大連化學物理研究所楊維慎研究員、班宇杰副研究員團隊在金屬—有機框架(MOFs)材料分離領域研究取得新進展,基于分離材料表面化學調控,構建“水橋”型主—客體氫鍵,實現低濃度生物糠醛從其水溶液中快速、高效富集分離。研究成果發表于《德國應用化學》上。

高赔彩票平台9.999以(半)纖維素、木質素等可再生生物質作為原料的生物煉制過程是發展循環經濟的有效途徑之一,蘊藏巨大應用潛力。糠醛是一類重要的生物基平臺化合物,可作為燃料與高值化學品等。由于糠醛沸點高(760 mmHg下,162°C)、且多以水相溶液存在,濃度低(<6 wt%),分離面臨巨大挑戰。

研究人員以高穩定性MOF材料出發,基于多種官能化苯二甲酸配體,構筑系列“等網格”材料。研究表明,鍵合甲基的水合型MOF材料呈現優異的生物糠醛吸附性質,在極低糠醛水溶液體系中捕集率達到98%,且相對于木糖(糠醛制備原料)而言,材料呈現100%糠醛專一性吸附。

該團隊與山東大學鄧偉僑團隊合作,通過系統理論計算,證實了材料與糠醛之間“以水為橋”的獨特氫鍵鏈接方式,以及水合材料對糠醛有顯著提高的結合能。除吸附外,實驗證實鍵合甲基的水合型MOF材料的糠醛脫附回收率最優,達到了93%。

高赔彩票平台9.999本項課題的研究,對實際工業過程中糠醛的回收,以及吸附材料的循環利用具有重要意義。

高赔彩票平台9.999相關論文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202011678