在國(guo)際上..利(li)用三種(zhong)金屬有(you)機框架(jia)材料協(xie)同吸附(fu)🙉，實現了(le)在四組(zu)份混合(he)氣體條(tiao)件下，一(yi)步分離(li)制備高(gao)純度乙(yi)烯，西工(gong)大🧑🏻‍❤️‍🧑🏼“85後”陳(chen)凱傑教(jiao)授團隊(dui)這項研(yan)究🛌🏻成果(guo)為複雜(za)工業分(fen)離👀體系(xi)下綠色(se)低能耗(hao)工藝的(de)😸研發提(ti)供一種(zhong)全新的(de)設計思(si)路。11月22日(ri)，該研究(jiu)成果🔞在(zai)《科學（Science）》雜(za)志上發(fa)表。

乙烯(xi)的高純(chun)制備在(zai)初級化(hua)工原料(liao)生産中(zhong)有着舉(ju)足輕重(zhong)的🧛🏾‍♀️作🏊🏾‍♀️用(yong)，傳統的(de)乙烯分(fen)離方法(fa)步驟繁(fan)多、成本(ben)較高且(qie)能耗高(gao)。如何用(yong)更加節(jie)能高效(xiao)的方式(shi)，實現乙(yi)烯的分(fen)離和純(chun)化？

“想要(yao)實現乙(yi)烯的一(yi)步分離(li)制備，就(jiu)要使特(te)定的‘多(duo)孔MOF材料(liao)’選擇性(xing)地同時(shi)捕獲其(qi)他三種(zhong)氣體，隻(zhi)有乙👽烯(xi)不被吸(xi)🙈附，從而(er)單👼🏾獨分(fen)🎅🏿離出來(lai)。這樣的(de)道理非(fei)常簡單(dan)，實踐起(qi)來👋卻絕(jue)非易事(shi)。”陳凱傑(jie)教授說(shuo)。

提到“多(duo)孔材料(liao)”，我們會(hui)聯想到(dao)生活中(zhong)常見的(de)海綿😵‍💫。不(bu)過陳💌凱(kai)傑團隊(dui)所使用(yong)的“多孔(kong)材料”是(shi)金屬-有(you)機框架(jia)🥑️材料，即(ji)由金屬(shu)離子和(he)有機小(xiao)分子通(tong)過配位(wei)鍵連接(jie)形成的(de)原子三(san)維有序(xu)排布的(de)多孔晶(jing)體材料(liao)。該類材(cai)料中孔(kong)道大小(xiao)通常小(xiao)于2 納米(mi)。事實上(shang)，乙烯的(de)分子尺(chi)👺寸在四(si)種氣體(ti)中并不(bu)是.大或(huo).小，從分(fen)子尺寸(cun)角度想(xiang)到的“分(fen)子篩”辦(ban)法行不(bu)通。從分(fen)子作用(yong)力的角(jiao)度思考(kao)，如果乙(yi)烯分子(zi)的四極(ji)矩在四(si)種氣體(ti)中.大或(huo).小，就傾(qing)✋向于和(he)多孔材(cai)料之間(jian)形成.強(qiang)或.弱的(de)吸附力(li)，也是一(yi)個分離(li)乙烯的(de)思路，但(dan)乙烯👩‍🍼的(de)分子四(si)極矩恰(qia)💫恰也處(chu)于中間(jian)。

“正因為(wei)乙烯分(fen)子四極(ji)矩和尺(chi)寸都居(ju)中的特(te)性，以往(wang)的研😁究(jiu)大多都(dou)聚焦在(zai)兩種氣(qi)體中分(fen)離乙烯(xi)，極少數(shu)…研究實(shi)現了三(san)種氣體(ti)中的乙(yi)烯提純(chun)。因為每(mei)增加一(yi)🔞種氣體(ti)，想要一(yi)步分離(li)制備乙(yi)烯的難(nan)度就大(da)得多。”談(tan)到當初(chu)的👽研究(jiu)設想時(shi)，陳凱傑(jie)教授說(shuo)：“如👯🏾‍♂️果使(shi)用一種(zhong)👩🏿‍❤️‍💋‍👨🏽材料無(wu)法一💁🏼‍♀️步(bu)将乙烯(xi)從四種(zhong)氣體中(zhong)過濾出(chu)來，那麼(me)能否使(shi)用對特(te)定氣體(ti)有.強吸(xi)附力的(de)三種材(cai)料，分别(bie)來捕獲(huo)🧜🏼‍♂️掉乙炔(que)、乙烷、二(er)氧化碳(tan)？隻要乙(yi)烯在這(zhe)三種材(cai)料中都(dou)不被吸(xi)附，那麼(me)乙烯就(jiu)會.先從(cong)吸附柱(zhu)末端流(liu)出富集(ji)😵‍💫。”

這個“腦(nao)洞大開(kai)”的想法(fa).終成為(wei)了現實(shi)。陳凱傑(jie)團隊通(tong)過長時(shi)間🥑️的探(tan)索與驗(yan)證，終于(yu)選定了(le)三種具(ju)有🙂‍↔️特異(yi)🙆🏿性孔道(dao)結構的(de)MOF材料🙂‍↔️。每(mei)種材料(liao)都能優(you)先吸附(fu)自己“喜(xi)歡”的一(yi)種氣體(ti)。這樣再(zai)🧑🏻‍❤️‍🧑🏼把這三(san)種吸附(fu)材料以(yi)串聯的(de)形式裝(zhuang)填進單(dan)一吸附(fu)柱中，并(bing).終實現(xian)了♌️乙烯(xi)的一步(bu)分離純(chun)化。這種(zhong)串聯式(shi)的吸附(fu)柱裝填(tian)方式，相(xiang)較于串(chuan)聯排布(bu)三個吸(xi)附柱，有(you)望在未(wei)😘來的🙂‍↕️工(gong)業應用(yong)中大大(da)降低分(fen)離裝置(zhi)的😌尺寸(cun)和樣品(pin)活化程(cheng)序。

這位(wei)在國際(ji)..學術期(qi)刊上發(fa)表論文(wen)的西工(gong)大青年(nian)教師陳(chen)凱傑，是(shi)一名1986年(nian)出生的(de)年輕教(jiao)授。談及(ji)未來的(de)規劃，陳(chen)凱傑教(jiao)授希望(wang)将這項(xiang)研究拓(tuo)展到能(neng)源化工(gong)領域内(nei)其它多(duo)種能源(yuan)化工原(yuan)料單體(ti)的分離(li)純化工(gong)藝中。同(tong)時，也要(yao)努力實(shi)現材料(liao)的低成(cheng)本化，模(mo)拟更加(jia)複雜的(de)工業分(fen)離體系(xi)，讓成果(guo)有機會(hui)從實驗(yan)室走出(chu)來，更好(hao)地服務(wu)于現實(shi)生活。

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