使用柔性分子筛分离气体
利物浦大学和阿卜杜拉国王科技大学的研究人员报告了一些令人兴奋的发现，这些发现与一类多孔材料金属有机骨架(MOF)有关，可以使许多重要的气体分离工艺受益。
该发现发表在本月发表的两篇研究论文中。
金属有机骨架(MOF)是一类相对较新的多孔晶体材料，具有广泛的应用范围。
一些MOF可以充当分子筛，从而允许混合物中的一种气体分子通过，而另一种气体则被阻挡。例如，已知一些MOF将丙烯与丙烷分离，这是制造聚丙烯塑料的重要过程，为此需要高纯度的丙烯。
在发表于《自然通讯》上的第一篇论文中，研究人员证明，与厨房筛子不同，这些三维分子筛可以改变其孔径形状，而其柔性对于这种性能至关重要。
X射线实验数据支持的计算模型表明，对于一种名为KAUST-7的高性能MOF，由于丙烯和丙烷气体分子的存在而触发的MOF的结构变化在质量上存在差异，并导致更强的吸附以及丙烯的更快运输，从而从本质上筛出丙烷分子。
但是，很难预测哪些其他类型的MOF具有这种功能灵活性，因此对于给定的气体分离也可能是好的，因为性能受特定分子相互作用的控制，而这些分子相互作用很难通过实验来预测或鉴定。
在《物理化学—化学物理学》上发表的第二篇论文中，研究人员将重点放在这一挑战上。
他们开发了一种计算筛选方法，以评估超过4000种先前报道的MOF，使其像分子筛一样具有灵活性。通过这种方法，他们确定了显示出将丙烯与丙烷分离的潜力的前四个MOF，其中两个已知具有良好的性能，而另外两个尚未对该实验进行过测试。
化学讲师马修·戴尔(Matthew Dyer)博士同时也是勒弗胡姆大学功能材料设计研究中心的成员。他说：“近几年来，MOF引起了人们的极大兴趣，尤其是对于柔性MOF的技术应用，人们寄予了极大的希望。
“我们的研究增加了我们对MOF的了解，为什么有些可以充当筛子，哪些可以显示出灵活性。
“使用计算方法，我们能够确定灵活的MOF，这些发现有可能使净化气体的过程更加节能。这对于制造需要纯净起始化合物的高品质塑料非常重要。通常在石化加工中从气态副产物中提取。”
“这种高通量筛选方法可以应用于具有不同潜在应用的许多不同材料。它们有可能改变我们寻找材料来应对技术挑战的方式。”
勒沃胡姆功能材料设计研究中心是一个跨学科的研究中心，旨在革新新材料的设计。它将化学知识与最先进的计算机科学结合在一起，以开发一种用于原子级功能材料设计的新方法。
论文“通过主体动力学的不同客体位置增强了金属-有机骨架中的丙烯-丙烷分离”已发表在《自然通讯》上。
发表了《用于物理化学分离丙烷和丙烯的金属有机骨架的高通量筛选》一文。
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