Nat. Mater.:新型MOF材料清除大气污染物二氧化硫


发布时间:2019-12-09 浏览量 17 views
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二氧化硫作为世界卫生组织认定的五大空气污染源之一,主要产生于煤炭燃烧和航海运输中的尾气排放。与此同时,二氧化硫也是一种用于生产硫酸的重要工业原料。传统的石灰石/石灰脱硫工艺会产生大量的废渣废液,带来二次污染,已不能达到日益严苛的环保标准,因此人们一直致力于研究更加高效率低能耗的新型脱硫技术。金属有机框架(Metal Organic Framework, MOF)材料是一类由金属离子或金属簇单元与有机配体构建形成的新型多孔功能材料。MOF类材料拥有超大表面积和多孔性质,具有高度结晶性,孔道内部有排列规则、密集的吸附活性位点,使得其在气体吸附方面有很多优越的性质。但由于二氧化硫的毒性和腐蚀性,目前将MOF材料应用于吸附和转化二氧化硫的研究依然相对较少。

近日,曼彻斯特大学杨四海/Martin Schröder教授团队发现了一种有机金属框架化合物MFM-170,在室温常压(298 K, 1 bar)的条件下对二氧化硫的吸附量高达 17.5 mmol/g,该吸附量远高于目前发现的其他MOF、COF和多孔材料。此外,得益于MFM-170的高度稳定性,其对二氧化硫的吸附是一个完全可逆的过程。在常温下通过减压的方式,吸附饱和的MFM-170可将二氧化硫完全释放;脱附后的MOF材料可以再次用于吸附二氧化硫,而释放出来的二氧化硫也可以进一步应用到合成其他工业原料中。
 

图1. MFM-170 的晶体学结构。图片
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        文章来源: 材料与测试,于 2019-12-09,由 找我测 编辑发表 。

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