西安交大 - 貝士德儀器先進吸附分離技術聯(lián)合實驗室
發(fā)布日期：2023-07-07 來源：貝士德儀器 點擊量：2727
聯(lián)合實驗室簡介
先進吸附分離技術 聯(lián)合實驗室成立于2019年,，由西安交通大學化學工程與技術學院與貝士德儀器主導,，以建立吸附分離領域國際領先水平的實驗室為目標,。
目前“先進吸附分離技術”聯(lián)合實驗室已經裝備多款國際先進的吸附分離儀器設備,，包括BSD-PS比表面積及孔徑分析儀,，BSD-PM高性能比表面積及微孔分析儀,，BSD-PMC腐蝕性氣體吸附分析儀,，BSD-PH全自動高溫高壓氣體吸附儀,，BSD-VVS多站重量法真空蒸汽吸附儀，BSD-MAB多組分吸附穿透曲線分析儀,，BSD-MASS在線質譜氣體分析系統(tǒng)等,。
馬和平
西安交通大學化學工程與技術學院，特聘研究員,，博士生導師,，材料化工所副所長。省部級高層次人才青年項目,，西安交通大學“青年拔尖人才”,。
楊慶遠
西安交通大學化學工程與技術學院，教授,，博士生導師,，省部級高層次人才，西安交通大學“青年拔尖人才”,，西安交通大學“青年教師跟蹤支持”計劃,。
柳劍峰
西安交大研究生院，校外合作特聘指導教師,。貝士德儀器總經理,，總工程師。
西交大化工學院-貝士德儀器?先進吸附分離技術 聯(lián)合實驗室?近一年多時間,，在國際和國內期刊上共發(fā)表學術論文約18篇,，包括Angewandte Chemie，Chemical Engineering Journal,，ACS Catalysis,，ACS Nano，Chem. Eng. J.,，J. Mater. Chem. A 等,其中影響因子大于10的有?9?篇,，JCR一區(qū)文章?15?篇。研究領域?涉及質子傳導,、二氧化硫和芳香族硫化物捕獲,、煙氣脫硫耦合脫碳,、煙道氣中SO2捕集、電子特氣（SF6,、NF3,、CF4,、Xe,、Kr等）分離、煤層氣分離,、溫室氣體六氟化硫捕獲（SF6,、CF4、NF3等）,、烷烯烴分離,、光催化CO2還原等多個領域。以下例舉“先進吸附分離技術”聯(lián)合實驗室近年發(fā)表的部分精彩文章：
兩性離子共價有機骨架：有吸引力的多孔主體用于氣體分離及無水質子傳導
本研究工作以共價有機骨架（COF）為功能性平臺，同時將陰,、陽離子官能團引入到COF孔道中,，實現(xiàn)了兩性離子概念與多孔結晶材料的結合。兩性離子COF內同時具備陰,、陽離子位點排列的結構能夠實現(xiàn)在納米通道內的電荷密度調節(jié),，允許對其結構和功能進行原子水平調控，這給設計具備功能導向的材料提供了新的思路,。文中設計并合成了三種兩性離子COF材料,，作為多孔主體在SO2/CO2氣體分離及無水質子傳導領域均展現(xiàn)出極大的應用潛力。兩性離子COF孔道內分散的正,、負電荷基團可以作為SO2的兩種不同的極性位點,，使其實現(xiàn)了高SO2吸附量及突出的SO2/CO2分離性能。此外,，相反電荷片段的組合賦予了兩性離子COF豐富的離子遷移位點,，使其在負載三氮唑、咪唑后實現(xiàn)了優(yōu)異的質子傳導性能,。理論計算與介電常數(shù)分析相結合,，證實了COF孔道內陽離子和陰離子基團的存在能夠有效促進質子載體中質子的釋放。我們相信兩性離子在COF材料中的成功結合可以為COF的各種應用提供無限的可能,。
圖 . (a) 離子型聚合物,、兩性離子型聚合物,、離子型COFs和兩性離子型COFs示意圖；(b) 三種不同結構的兩性離子型COFs合成示意圖（注：陰離子和陽離子位點分別用藍色和黃色標記）,。
具有創(chuàng)紀錄CH4/N2分離比的鎳基MOF材料用于煤層氣分離
該研究成果以?“Nickel-Based Metal–Organic Frameworks for Coal-Bed Methane Purification with Record CH4/N2 Selectivity” 為題發(fā)表于國際知名期刊《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)(IF=15.336)上,，并被選為Angewandte Chemie 封面文章和熱點論文?；瘜W工程與技術學院博士生王少敏為論文第一作者,，楊慶遠教授為本文通訊作者，西安交通大學化工學院為論文唯一通訊作者單位,。
實現(xiàn)雙碳目標,，天然氣是目前最現(xiàn)實的低碳清潔能源，但我國常規(guī)天然氣產能不足,，需開發(fā)煤層氣等非常規(guī)天然氣作為補充,。煤層氣俗稱“瓦斯”，其主要成分是甲烷,，是一種與煤共生,、以吸附態(tài)存儲于煤層內的非常規(guī)天然氣，我國煤層氣儲量豐富,，2020年探明的儲量約為4200億立方米,。但超過70%的煤層氣在開采時，由于開采技術（井下抽采）的原因混入了大量的空氣,，導致形成了低濃度的煤層氣（甲烷濃度＜30%）而得不到很好的利用,，低濃度的煤層氣一般被直接排放到大氣，造成了資源浪費和溫室效應,。所以現(xiàn)階段煤層氣的分離與提濃技術已成為煤層氣開發(fā)和利用的行業(yè)瓶頸問題,，是需要攻克的關鍵節(jié)點。針對上述問題,，西安交通大學化工學院楊慶遠教授課題組研發(fā)了系列鎳基-金屬有機框架（MOF）材料,，其中超微孔MOF材料Ni(ina)2具有甲烷/氮氣選擇性高（15.8）、吸附容量大（46.7 cm3/g）和分子擴散速率快（10.6-19.0 cm3g-1s-1）的特點,較好地解決了氣體分離領域的“trade-off”效應,，實現(xiàn)了煤層氣中甲烷和氮氣的高效分離,。理論模擬計算和單晶結構解析表明Ni(ina)2和甲烷分子之間存在較強的作用力，可以從低濃度煤層氣中選擇性地捕獲甲烷分子,。另外,，Ni(ina)2具有很好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，可以批量化制備,，是一種理想的固體吸附劑,，該工作為工業(yè)上煤層氣的分離提供了新思路。
更多精彩
Zwitterionic Covalent Organic Frameworks: Attractive Porous Host for Gas Separation and Anhydrous Proton Conduction
ACS Nano??(IF = 18.027)
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c07178
Tuning proton dissociation energy in proton carrier doped 2D covalent organic frameworks for anhydrous proton conduction at elevated temperature
J. Mater. Chem. A???(IF = 14.511)
https://doi.org/10.1039/D0TA04488A
A 3D ultramicroporous porous organic frameworks for SO2 and aromatic sulfides capture with high capacity and selectivity
Chemical Engineering Journal?(IF = 16.744)
https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132480
離子型有機多孔聚合物的制備及其煙氣脫硫耦合脫碳性質研究
《化工進展》
https://doi.org/10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0689
Post modification of Oxo-clusters in robust Zirconium-Based metal organic framework for durable SO2 capture from flue gas
Separation and Purification Technology???(IF = 9.136)
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.119349
Aliphatic amine decorating metal–organic framework for durable SO2 capture from flue gas
Separation and Purification Technology??(IF = 9.136)
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118164
Tuning surface inductive electric field in microporous organic polymers for Xe/Kr separation
Chemical Engineering Journal???(IF = 16.744)
https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131271
Enhancing Perfluorinated electron specialty gases separation selectivity in ultra-microporous metal organic framework
Separation and Purification Technology??( IF = 9.136)
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120739
Adsorption Interface-Induced H...F Charge Transfer in Ultramicroporous Metal-Organic Frameworks for Perfluorinated Gas Separation
Industrial & Engineering Chemistry Research??(IF = 4.326)
https://doi.org/10.1021/acs.iecr.2c01604
?
HF Resistant Porous Aromatic Frameworks for Electronic Special Gases Separation
Langmuir???(IF = 4.311)
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.2c01098
Fluorine-functionalized Porous Organic Polymers for Durable F-gas Capture from Semiconductor Etching Exhaust
Macromolecules??(IF = 6.057)
https://doi.org/10.1021/acs.macromol.1c02413
Fluorinated porous organic polymers for efficient recovery perfluorinated electronic specialty gas from exhaust gas of plasma etching
Separation and Purification Technology???(IF = 9.136)
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120561
Fluorine-Induced Electric Field Gradient in 3D Porous Aromatic Frameworks for Highly Efficient Capture of Xe and F-Gases
ACS Appl. Mater. Interfaces???(IF = 10.383)
https://doi.org/10.1021/acsami.2c10050
Pore-Structure Control in Metal–Organic Frameworks (MOFs) for Capture of the Greenhouse Gas SF6 with Record Separation
Angew. Chem. Int. Ed.?(IF = 16.82)?
https://doi.org/10.1002/anie.202207066
?
Nickel-Based Metal–Organic Frameworks for Coal-Bed Methane Purification with Record CH4/N2 Selectivity
Angew. Chem. Int. Ed.??(IF = 16.82)?
https://doi.org/10.1002/ange.202201017
Amino-functionalized microporous MOFs for greenhouse gases CF4 and NF3 capture with record selectivity
ACS Applied Materials & Interfaces??(IF=10.38)
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.2c12164
?
Control of pore structure by the solvent effect for efficient ethane/ethylene separation
Separation and Purification Technology??(IF=9.13)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586622019335
?
Immobilizing Isatin-Schiff Base Complexes in NH2-UiO-66 for Highly?Photocatalytic CO2 Reduction
ACS Catalysis ?(IF=13.7)
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c04588
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