在最新发表的研究中, 博彩平台推荐的化学家张伟详细介绍了一种更便宜、更可持续的新型多孔材料

适用于广泛的行业, 气体分离是过程和产品的重要组成部分——从用于医疗目的的空气中分离氮气和氧气，到在碳捕获过程中从其他气体中分离二氧化碳或从天然气中去除杂质.

然而，分离气体既耗能又昂贵. “例如, 当分离氧和氮时, 你需要将空气冷却到非常低的温度，直到它们液化. 然后, 通过慢慢提高温度, 气体会在不同的点蒸发, 允许一个再次变成气体并分离出来,解释说 (音译)他是博彩平台推荐(博彩平台推荐)的化学教授，也是该组织的主席 化学系.

“这是非常能源密集和昂贵的.”

许多气体分离依赖于气体通过并分离的多孔材料. 这, 太, 长期存在问题吗, 因为这些多孔材料通常是特定于被分离的气体类型的. 试着让其他类型的气体通过它们，它们都不起作用.

然而,在 这项研究发表在今天的杂志上 科学、张、 他的研究 详细介绍了一种新型的多孔材料，它可以容纳和分离许多不同的气体，由普通气体制成, 现成的材料. 进一步, 它结合了刚性和灵活性，使基于尺寸的气体分离能够在大大降低能源成本的情况下发生.

“博彩平台推荐正在努力让技术变得更好,张说。, 并以一种可扩展和可持续的方式改进它.”

增加了灵活性

很长一段时间, 用于气体分离的多孔材料是刚性的，并且根据所分离的气体类型具有亲和性. 刚性允许孔隙被明确定义，并有助于指导气体分离, 但由于分子大小的不同，也限制了可以通过的气体数量.

几年来, 张和他的研究小组致力于开发一种多孔材料，这种材料在刚性多孔材料的连接节点上引入了柔韧性元素. 这种灵活性允许分子连接体振荡, 或者以固定的速度来回移动, 改变材料中可接近的孔径，使其适应多种气体.

“博彩平台推荐在室温下发现了这一点, 孔隙相对最大，柔性连接件几乎不动, 所以大多数气体可以进入,张说。. “当博彩平台推荐将温度从室温提高到50摄氏度左右时，, 连杆的振荡变大, 导致有效孔径缩小, 所以较大的气体不能进入. 如果博彩平台推荐继续升高温度, 由于振荡增加和孔径进一步缩小，更多的气体被拒之门外. 最后，在100度时，只有最小的气体，氢气，可以通过.”

张和他的同事们开发的材料是由小有机分子组成的，与沸石最相似, 一类多孔材料, 主要由硅组成的晶体材料, 铝和氧. “这是一种多孔材料，有很多高度有序的孔隙，”他说. “你可以把它想象成一个蜂巢. 它的大部分是固体有机材料，这些有规则大小的孔排列并形成通道.”

研究人员使用了一种相当新型的动态共价化学，专注于硼氧键. 一个硼原子周围有四个氧原子, 他们利用了硼和氧之间键的可逆性, 哪一个可以一而再再而三地打破和改革, 从而实现自我校正, 防错误行为并导致结构有序框架的形成.

“博彩平台推荐想要创造一些具有可调性的内容, 与响应性, 与适应性, 博彩平台推荐认为硼氧键可能是一个很好的组成部分，可以整合到博彩平台推荐正在开发的框架中, 因为它的可逆性和灵活性,张说。.

可持续的解决方案

开发这种新型多孔材料确实需要时间, 张说:“制作这种材料很容易，也很简单. 困难是在一开始, 当博彩平台推荐第一次获得这种材料，需要理解或阐明它的结构——键是如何形成的, 这种材料是如何形成角度的, 是二维的还是三维的. We had some challenges because the data looked promising; we just didn’t know how to explain it. 它显示出某些峰(x射线衍射), 但博彩平台推荐无法立即弄清楚这些峰对应的是哪种结构."

So, 他和他的研究同事退了一步, 在科学研究过程中，哪些是重要但很少被讨论的部分. 他们专注于小分子模型系统，其中包含与他们材料中相同的反应位点，以了解分子构建块如何在固态中包装, 这有助于解释数据.

张补充说，他和他的合作研究人员在开发这种材料时考虑了可扩展性, 因为其潜在的工业用途将需要大量, 博彩平台推荐相信这种方法是高度可扩展的. 这些构建模块是市售的，而且不贵, 因此，当时机成熟时，它可以被工业界采用.”

他们已经为这种材料申请了专利，并正在继续研究其他积木材料，以了解这种方法的基板范围. 张还说，他看到了与工程研究人员合作，将这种材料整合到基于膜的应用中的潜力.

“膜分离通常需要更少的能量, 所以从长远来看，它们可能是更可持续的解决方案,张说。. “博彩平台推荐的目标是改进技术，以可持续的方式满足行业需求.”

胡一鸣，Bratin Sengupta，龙海，Lacey J. Wayment, 理查德Ciora, 英华金, 精益吴, Zepeng Lei, Kaleb弗里德曼, 陈宏轩、余淼也参与了本研究.

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