一种铝基平板孔金属有机骨架用于电子特种气体C3F8的高效分离与回收
方志, 孙亮, 郑铭泽, 申文豪, 黄宏亮, 仲崇立
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250096
本研究采用溶剂热法制备了一种具有狭缝孔结构的铝基-卟啉金属有机骨架(Al-TCPP)材料,并研究了其对电子特种气体C3F8的吸附分离和回收性能。所合成的Al-TCPP具有狭长平板孔结构,其孔尺寸为0.6 nm×1.1 nm,略微大于C3F8的分子尺寸(0.57 nm×0.52 nm)。同时,Al-TCPP孔道内密布的C—H键与μ-OH基团可与C3F8的F原子形成多重氢键作用位点,进一步增强了对C3F8的亲和力。吸附实验结果表明,在298 K、100 kPa下Al-TCPP对C3F8的吸附量高达96.1 cm3·g-1,而N2吸附量仅为6.1 cm3·g-1,其理想选择性高达244.8,超过了目前已报道的吸附剂材料。同时,C3F8在低压区的吸附热为50.6 kJ·mol-1,远高于N2的16.5 kJ·mol-1。密度泛函理论(DFT)计算表明,Al-TCPP结构中相邻的卟啉单元上的多个H原子可以同时与C3F8的多个F原子形成氢键。穿透实验证实Al-TCPP可以实现C3F8/N2混合物的有效分离,并且通过脱附可以回收获得高纯度的C3F8
关键词: 金属有机骨架, 电子特种气体, 八氟丙烷, 吸附分离

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