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使用由金属 - 有机框架制成的柔性分子筛分离气体

时间：2022-05-24 11:25:08 来源：

分子筛的动态性质和灵活性对于了解其用于运输小分子的性能至关重要。

利物浦大学和阿卜杜拉理工大学国王研究人员已经报道了一些与金属有机框架（MOF）有关的令人兴奋的调查结果，这是一类多孔材料，可以使各种重要的气体分离过程受益。研究结果报告了两份研究论文。

金属 - 有机框架（MOF）是一种相对较新的多孔，结晶材料，具有广泛的应用。

一些MOF可以用作分子筛，允许混合物中的一种类型的气体分子通过，同时阻挡其他方式。例如，已知一些MOF将丙烯与丙烷分离，是制造高纯度丙烯的聚丙烯塑料中的重要过程。

在发表于自然通信的第一篇文章中，研究人员表明，与厨房筛子不同，这三维分子筛可以改变其孔形状，它们的灵活性对于这种性能至关重要。

成千上万多孔材料中的气体运输性能的高通量计算识别出在化学工业中显示出节能天然气分离潜力的材料。

由实验X射线数据支持的计算建模表明，对于一个如此高性能的MOF，称为KAUST-7，由丙烯和丙烷气体分子的存在触发的MOF中的结构变化具有定性不同，并且导致更强的吸附性并更快地传输丙烯，因此基本上筛分丙烷分子出来。

然而，很难预测其他种类的MOF具有这种功能柔性，因此对于给定的气体分离也可能是良好的，因为性能由难以预测或实验识别的特定分子相互作用。

在一篇在物理化学化学物理学发表的第二文件中，研究人员专注于这一挑战。

他们开发了一种计算筛选方法，以评估超过四千多次报告的MOF，以便在表现得像分子筛时的灵活性。使用这种方法，它们鉴定了前四个MOF，其表明将丙烯与丙烷与丙烯分离的可能性已经已知具有良好的性能，而另外两个尚未通过实验测试本申请。

Matthew Dyer博士，化学的讲师和大学的功能材料设计的大学levulme研究中心的一部分：“近年来，MOF已经吸引了相当大的兴趣，并且对柔性MOF的技术应用有很大的希望。

“我们的研究增加了我们对MOF的了解，为什么有些人能够充当筛子，哪些人会表现出灵活性。

“使用计算方法，我们能够识别灵活的MOF，这些发现有可能使净化气体更能能力的过程。这对于制造高质量塑料的优质塑料是重要的，这些塑料通常在石化加工中通常从气态副产物中提取。”

“这种高通量筛选方法可以应用于具有不同潜在应用的许多不同材料。他们有可能改变我们找到材料以满足技术挑战的方式。“

参考：

“差异化的顾客位置通过宿主动态增强金属有机框架中的丙烯/丙烷分离”，由Dmytro Antypov，Aleksander Shkurenko，Prashant M.Bhatt，Youssef Belmabkhout，Karim Adil，Amandine Cadiau，Mikhail Suyetin，Mohamed Eddaoudi，Matthew J. Rosseinsky和Matthew S. Dyer，11月30日2020年，Nature Communications.doi：
10.1038 / s41467-020-19207-9

“用于丙烷和丙烯的金属有机框架的高通量筛选丙烷和丙烯的动力学分离”，浴巾普拉克斯，萨塔扬拿ana Bonakala，Dmytro Antypov，Prashant M.Bhatt，Aleksander Shurenko，Mohamed Eddaoudi，Matthew J. Rosseinsky和Matthew S. Dyer，6 10月2020年，物理化学化学物理学.DOI：
10.1039 / d0cp03790g

功能材料设计研究中心的Leverhulme中心是一个跨学科研究中心，旨在彻底改变新材料的设计。它将化学知识与最先进的计算机科学一起融合在一起，以在原子尺度上开发一种设计功能材料的设计方法。

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