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西安交通大學(xué)楊慶遠(yuǎn)課題組Angew:鎳基-MOF材料用于煤層氣分離

西安交通大學(xué)楊慶遠(yuǎn)課題組Angew:鎳基-MOF材料用于煤層氣分離

發(fā)布日期:2023-09-11 來(lái)源:貝士德儀器

? ? 實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo),天然氣是目前最現(xiàn)實(shí)的低碳清潔能源,,但我國(guó)常規(guī)天然氣產(chǎn)能不足,,需開(kāi)發(fā)煤層氣等非常規(guī)天然氣作為補(bǔ)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(chǔ)于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣,,我國(guó)煤層氣儲(chǔ)量豐富,2020年探明的儲(chǔ)量約為4200億立方米,。但超過(guò) 70%的煤層氣在開(kāi)采時(shí),,由于開(kāi)采技術(shù)(井下抽采)的原因混入了大量的空氣,導(dǎo)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(fèi)和溫室效應(yīng),。所以現(xiàn)階段煤層氣的分離與提濃技術(shù)已成為煤層氣開(kāi)發(fā)和利用的行業(yè)瓶頸問(wèn)題,是需要攻克的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),。
? ? 近日,,西安交通大學(xué)楊慶遠(yuǎn)課題組開(kāi)發(fā)了系列鎳基-金屬有機(jī)框架(MOF)材料,實(shí)現(xiàn)了煤層氣中甲烷和氮?dú)獾母咝Х蛛x,。該成果發(fā)表于國(guó)際知名期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed.)上,,并被選為Angewandte Chemie的封面文章和熱點(diǎn)論文 (Hot paper)。

? ? 在這個(gè)工作中,,超微孔MOF材料Ni(ina)2具有甲烷/氮?dú)膺x擇性高(15.8),、吸附容量大(46.7 cm3/g)和分子擴(kuò)散速率快(10.6-19.0 cm3 g-1 s-1)的特點(diǎn), 較好地解決了氣體分離領(lǐng)域的“trade-off”效應(yīng)。理論模擬計(jì)算和單晶結(jié)構(gòu)解析表明Ni(ina)2和甲烷分子之間存在較強(qiáng)的作用力,,可以從低濃度煤層氣中選擇性地捕獲甲烷分子,。

? ? Ni(ina)2具有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,經(jīng)過(guò)幾十次煤層氣循環(huán)吸附-脫附實(shí)驗(yàn)后,,Ni(ina)2的性能依舊保持不變,。另外,Ni(ina)2由非常便宜的工業(yè)原料制備而成,,通過(guò)和企業(yè)合作,,目前已實(shí)現(xiàn)批量化制備。綜上所述,,Ni(ina)2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。



識(shí)別二維碼查看原文


Nickel-Based Metal–Organic Frameworks for Coal-Bed Methane Purification with Record CH4/N2 Selectivity

Shao-Min Wang, Mohana Shivanna, Qing-Yuan Yang
Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202201017
導(dǎo)師介紹


楊慶遠(yuǎn),,西安交通大學(xué)教授,,博士生導(dǎo)師

楊慶遠(yuǎn),西安交通大學(xué)教授,,博士生導(dǎo)師,,陜西省高層次人才,中國(guó)晶體學(xué)會(huì)青年委員會(huì)委員,,陜西省納米科技學(xué)會(huì)理事會(huì)理事,,西安交通大學(xué)青年拔尖人才,西安交大化工學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)委員,。擔(dān)任《Chinese Chemical Letters》(中國(guó)化學(xué)快報(bào))青年編委,。
2011年于中山大學(xué)獲得博士學(xué)位,師從蘇成勇教授,;2011-2018年,,作為博士后或訪問(wèn)學(xué)者先后在法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)、愛(ài)爾蘭利默里克大學(xué)和日本京都大學(xué)工作,合作導(dǎo)師分別是Jean-Marie Lehn 院士(諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主),,Mike Zaworotko院士和Susumu Kitagawa 院士,;2018年9月加入西安交通大學(xué)工作至今。長(zhǎng)期從事多孔框架材料的研究,,在 Angew. Chem. Int. Ed.,、Science Advances、J. Am. Chem. Soc.等高水平期刊發(fā)表論文40余篇,。
楊慶遠(yuǎn)教授
https://www.x-mol.com/university/faculty/66029
課題組主頁(yè)
http://gr.xjtu.edu.cn/web/qingyuan.yang

西安交通大學(xué)楊慶遠(yuǎn)課題組Angew:鎳基-MOF材料用于煤層氣分離

發(fā)布日期:2023-09-11 來(lái)源:貝士德儀器

? ? 實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo),,天然氣是目前最現(xiàn)實(shí)的低碳清潔能源,但我國(guó)常規(guī)天然氣產(chǎn)能不足,,需開(kāi)發(fā)煤層氣等非常規(guī)天然氣作為補(bǔ)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(chǔ)于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣,我國(guó)煤層氣儲(chǔ)量豐富,,2020年探明的儲(chǔ)量約為4200億立方米,。但超過(guò) 70%的煤層氣在開(kāi)采時(shí),由于開(kāi)采技術(shù)(井下抽采)的原因混入了大量的空氣,,導(dǎo)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(fèi)和溫室效應(yīng),。所以現(xiàn)階段煤層氣的分離與提濃技術(shù)已成為煤層氣開(kāi)發(fā)和利用的行業(yè)瓶頸問(wèn)題,,是需要攻克的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
? ? 近日,,西安交通大學(xué)楊慶遠(yuǎn)課題組開(kāi)發(fā)了系列鎳基-金屬有機(jī)框架(MOF)材料,,實(shí)現(xiàn)了煤層氣中甲烷和氮?dú)獾母咝Х蛛x。該成果發(fā)表于國(guó)際知名期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed.)上,,并被選為Angewandte Chemie的封面文章和熱點(diǎn)論文 (Hot paper),。

? ? 在這個(gè)工作中,超微孔MOF材料Ni(ina)2具有甲烷/氮?dú)膺x擇性高(15.8),、吸附容量大(46.7 cm3/g)和分子擴(kuò)散速率快(10.6-19.0 cm3 g-1 s-1)的特點(diǎn), 較好地解決了氣體分離領(lǐng)域的“trade-off”效應(yīng),。理論模擬計(jì)算和單晶結(jié)構(gòu)解析表明Ni(ina)2和甲烷分子之間存在較強(qiáng)的作用力,可以從低濃度煤層氣中選擇性地捕獲甲烷分子,。

? ? Ni(ina)2具有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,,經(jīng)過(guò)幾十次煤層氣循環(huán)吸附-脫附實(shí)驗(yàn)后,,Ni(ina)2的性能依舊保持不變,。另外,,Ni(ina)2由非常便宜的工業(yè)原料制備而成,通過(guò)和企業(yè)合作,,目前已實(shí)現(xiàn)批量化制備,。綜上所述,Ni(ina)2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,。



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Nickel-Based Metal–Organic Frameworks for Coal-Bed Methane Purification with Record CH4/N2 Selectivity

Shao-Min Wang, Mohana Shivanna, Qing-Yuan Yang
Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202201017
導(dǎo)師介紹


楊慶遠(yuǎn),西安交通大學(xué)教授,,博士生導(dǎo)師

楊慶遠(yuǎn),,西安交通大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,,陜西省高層次人才,,中國(guó)晶體學(xué)會(huì)青年委員會(huì)委員,陜西省納米科技學(xué)會(huì)理事會(huì)理事,,西安交通大學(xué)青年拔尖人才,,西安交大化工學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。擔(dān)任《Chinese Chemical Letters》(中國(guó)化學(xué)快報(bào))青年編委,。
2011年于中山大學(xué)獲得博士學(xué)位,,師從蘇成勇教授;2011-2018年,,作為博士后或訪問(wèn)學(xué)者先后在法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué),、愛(ài)爾蘭利默里克大學(xué)和日本京都大學(xué)工作,合作導(dǎo)師分別是Jean-Marie Lehn 院士(諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主),,Mike Zaworotko院士和Susumu Kitagawa 院士,;2018年9月加入西安交通大學(xué)工作至今。長(zhǎng)期從事多孔框架材料的研究,,在 Angew. Chem. Int. Ed.,、Science Advances、J. Am. Chem. Soc.等高水平期刊發(fā)表論文40余篇,。
楊慶遠(yuǎn)教授
https://www.x-mol.com/university/faculty/66029
課題組主頁(yè)
http://gr.xjtu.edu.cn/web/qingyuan.yang