| 多极性位点的杂化氢键有机框架吸附分离CO2/CH4 |
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| 引用本文： | 刘莹,郑芳,陈俐吭,杨启炜,张治国,任其龙,鲍宗必.多极性位点的杂化氢键有机框架吸附分离CO2/CH4[J].科学通报,2023(Z2):3746-3757. |
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| 作者姓名： | 刘莹 郑芳 陈俐吭 杨启炜 张治国 任其龙 鲍宗必 |
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| 作者单位： | 1. 浙江大学化学工程与生物工程学院,生物质化学工程教育部重点实验室;2. 浙江大学衢州研究院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(22225802,22288102,22141001,21878260)；;浙江省自然科学基金(LZ22B060002)资助； |
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| 摘 要： | 氢键有机框架(HOFs)是极具研究价值的新型多孔材料,但稳定、永久多孔且富含功能位点的HOFs的构筑难题制约了其在气体吸附分离领域的应用.本文采用具有轮桨立体构型和多氢键位点的金属-核碱基构造体构筑了一类稳定的微孔杂化HOFs材料(HOF-ZJU-201、HOF-ZJU-202和HOF-ZJU-203),框架内的无机阴离子、氨基以及电荷差异性分布孔道作为多重极性位点实现了CO2的选择性吸附和CO2/CH4的吸附分离.在298 K和1 bar (1 bar=105 Pa)条件下,杂化HOFs材料的CO2吸附量为2.31～3.35 mmol/g,对CO2/CH4(50/50, v:v)的分离选择性为7.3～9.0.通过色散矫正的密度泛函理论计算和Hirshfeld表面分析明确了杂化HOFs材料通过氢键、静电偶极作用以及范德华力选择性捕获CO2的作用机理.固定床穿透实验进一步验证了杂化HOFs材料对CO2
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| 关 键 词： | 氢键有机框架 极性位点 吸附分离 二氧化碳 甲烷提浓 |
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