一种含有定向排列在其孔中的氨基酸的多孔配位聚合物优先吸附二氧化碳，以从气体混合物中净化乙炔。资料来源:明迪·高宫/京都大学

 

设计理念改变了材料分离气体混合物的方式。

 

一种更节能的方法通过逆转传统过程来改善工业气体的净化。日本京都大学集成细胞材料科学研究所(iCeMS)的科学家及其同事开发并成功测试了这一概念。研究结果发表在《Angewandte化学国际版》杂志上。

 

乙炔是一种用于许多工业的气体，包括作为焊接燃料和塑料、油漆、玻璃和树脂等材料的化学组成部分。为了生产乙炔，首先需要从二氧化碳中提纯乙炔。传统上，这是通过让乙炔/二氧化碳气体混合物通过一种材料来完成的。二氧化碳与这种物质的相互作用很弱，因此可以通过，而乙炔反应强烈，并与之附着。问题是随后从材料中去除乙炔需要几个耗能步骤。

 

科学家们一直在寻找逆转这一过程的方法，以便乙炔成为通过这种材料的气体，二氧化碳被抑制。但到目前为止，这是非常具有挑战性的。天富怎么当代理？

 

“问题是两种气体的分子大小、形状和沸点都相似，”iCeMS的化学家Susumu Kitagawa解释说，他领导了这项研究。吸附剂确实存在，但很少，特别是在室温下工作的吸附剂。

 

Kitagawa, iCeMS材料化学家Ken-ichi Otake和他们的同事通过修改多孔配位聚合物的孔隙，改善了一种被称为多孔配位聚合物的晶体材料的二氧化碳吸附。该团队将氨基固定在两个多孔配位聚合物的孔道中。这为二氧化碳与材料相互作用和附着提供了额外的位置。额外的相互作用位点也改变了乙炔与材料的结合方式，使乙炔分子附着的空间变小。这意味着与没有氨基锚的相同材料相比，更多的二氧化碳和更少的乙炔被吸附。

 

与目前可用的其他二氧化碳吸附剂相比，这些新设计的材料吸附更多的二氧化碳和更少的乙炔。它们在室温下也能正常工作，并在几个周期中表现稳定。天富怎么当代理？

 

Kitagawa说:“这种‘反作用’策略可以应用于其他气体系统，为具有高性能的多孔材料的识别和分离系统提供了一个有前景的设计原则。”