设计可持续天富登录测速应用的分子材料

时间:2020-05-21 16:01 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
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在阿姆斯特丹大学可持续化学研究的重点领域,Stefania Grecea博士正致力于设计具有物理和可调化学特性的分子材料。
 
合成和调整分子材料特性的能力是全球科技界的强大推动力。分子材料可以将专门设计的分子组装在一起,从而获得所需的固态结构,从而开发出具有可调化学和物理性能的材料。天富登录测速
 
研究重点领域可持续化学
 
在荷兰阿姆斯特丹大学可持续化学研究重点领域,Stefania Grecea博士开发了合成策略,将精心设计的分子构建块组装在相同的晶格中,从而实现在传统无机固体中难以实现的一系列特性。所开发的方法旨在设计合成混合无机有机材料及其复合材料,可用于各种应用,包括分子分离、分子传感、催化以及燃料电池的质子导电材料。
 
我的团队设计了一种新颖的材料,这种材料由金属离子或金属离子簇通过有机分子连接而成,形成三维多孔结构。这些材料也被称为金属有机框架(MOFs)。这些材料的一个关键特性是它们的永久孔隙度,这使得客户分子的可逆存储和释放,也允许分子的差异识别。因此,它们可以用于分子的储存和分离。特定MOFs的光谱特性对来宾分子的进入和/或从孔隙中释放非常敏感,因此可以用于化学传感。
 
在许多实际应用中,MOF材料的一个关键特性是它们在湿度条件下的长期稳定性。因此,我的研究的主要目标之一就是开发出在水中具有高稳定性的MOF材料。在此过程中,我的团队采用了合成方法,形成了包含高度亲水通道的柔性多孔网络。这种材料不仅在湿度条件下稳定,而且在某些情况下,它们还选择性地结合水,这是净化、湿度感应和质子传导相关应用的关键特性。天富登录测速此外,水分子在MOF材料多孔结构中的存在及其网络灵活性增强了特定分子的结合和激活,这与分子存储和催化应用高度相关。
 
分子分离
 
在化学工业中,分离和纯化过程是能源密集型的,因此成本很高。这种成本可以通过开发能够实现高效吸附分离的材料来降低。基于吸附的分离技术利用多孔材料,利用分子的运动直径、极化率、酸碱性质、协同性质、永久偶极矩和四极矩等物理性质分离各种分子。MOFs是理想的分子分离吸附剂,因为它在高吸附容量、操作寿命和再生所需能量之间提供了适当的平衡。它们是非常有趣的分子分离材料,因为它们的孔表面可以很容易地进行功能化,以调整与各种分子的相互作用。他们也有非常高的表面积,使优化的分子分离,以及高选择性和存储容量。
 
例如,分离醇-水混合物或从这种混合物中去除微量水仍然是几个化学工业中最大的挑战之一,尤其是在生物燃料净化方面。我们已经证明,通过镧离子与特定的有机分子结合,我们可以得到一个具有亲水一维通道的稳定的微孔结构,该一维通道可以选择性地容纳水分子。使用镧离子,具有大的配位球体和灵活的配位几何形状,促进多孔结构的结构重组,而不破坏整体框架。这使得材料高度坚固,允许多重脱水/水化循环。与大多数mof不同,我们的材料在高温下也具有水热稳定性。
 
在另一个项目中,使用灵活的有机连接剂与碱性金属离子结合,这是大量可用的,轻量级的,低成本的,我们已经表明,我们可以建立高度灵活的MOF结构,在去除客体分子后收缩。对于某些mof来说,这种特殊的行为导致了N2比CO2分子更大的扩散阻力。
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成功案例success case