中國科學(xué)家制備出高穩(wěn)定MOF膜，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景

圖源：論文

據(jù)中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所官方網(wǎng)站消息，該所研究員楊維慎、副研究員班宇杰團(tuán)隊(duì)制備出致密、穩(wěn)定的異質(zhì)晶格共生型金屬-有機(jī)骨架（MOF）膜，實(shí)現(xiàn)多元醇與水的高效分離，獲得聚合級(jí)乙二醇，與傳統(tǒng)減壓精餾相比節(jié)省約1/3的能耗，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上，并被選為熱點(diǎn)文章。

乙二醇等短鏈多元醇是重要的化工原料，工業(yè)上主要以水合環(huán)氧乙烷和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化路線制備得到，其粗產(chǎn)品中往往含有大量水。滲透氣化膜分離技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)乙二醇與水的高效分離，但要求膜具備高度致密和穩(wěn)定的微結(jié)構(gòu)，以應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛的液相分離環(huán)境。MOF膜的發(fā)展為高效化工分離帶來機(jī)遇，但目前多應(yīng)用于溫和場景下的氣體分離。

在新研究中，團(tuán)隊(duì)選取了兩種不同晶格的MOF材料—MIL-53（Al）和amino-MIL-101（Cr），通過分步模塊化學(xué)策略，成功構(gòu)建了致密、穩(wěn)定的HLI膜。他們首先在氧化鋁陶瓷載體表面構(gòu)筑棒狀MIL-53（Al）陣列基層，再通過二次溶液生長，使amino-MIL-101（Cr）納米粒子嵌入MIL-53陣列間隙；通過高分辨掃描、透射電子顯微技術(shù)與二維拓?fù)淠M發(fā)現(xiàn)，兩種材料在特定化學(xué)環(huán)境下的生長互補(bǔ)，以及異質(zhì)晶格間的緊密連接，是獲得致密、穩(wěn)定HLI結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。

研究發(fā)現(xiàn)，HLI膜呈現(xiàn)優(yōu)異的乙二醇脫水分離性能，連續(xù)運(yùn)行675小時(shí)性能保持不變；可耐受反復(fù)的超聲波沖擊，10余次處理性能無衰減；可承受6bar的高壓氣體。經(jīng)過工業(yè)路線設(shè)計(jì)模擬，通過HLI膜滲透氣化技術(shù)進(jìn)行乙二醇脫水精制，其能耗與傳統(tǒng)減壓精餾技術(shù)相比，降低約32%。

前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP資訊組

論文原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202114479

從學(xué)術(shù)到產(chǎn)業(yè)，更多相關(guān)數(shù)據(jù)請(qǐng)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2021-2026年中國乙二醇行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商引資、IPO募投可研、IPO業(yè)務(wù)與技術(shù)撰寫、IPO工作底稿咨詢等解決方案。

標(biāo)簽： MOF膜 乙二醇