Sci Adv：门控孔道MOF实现高性能同位素分离

纳米技术

2022-04-15

能够随着客体分子同位素变化在开孔和闭合状态之间可逆转变的相变柔性MOF材料，在选择性和节能方式进行同位素气体分离领域具有极强的应用前景。

有鉴于此，马克斯普朗克智能系统研究所Michael Hirscher、德累斯顿工业大学Stefan Kaskel、Thomas Heine等报道发展了具有开孔变化能力的DUT-8(Ni) MOF，对D₂分子具有选择性响应开孔能力，对H₂分子或HD分子没有响应。

本文要点：

(1)

通过原位中子衍射表征方法验证压力变化导致的相变，通过低温热脱附光谱发现在23.3 K展示了高达11.6的D₂/H₂选择性和较高的D₂吸附。通过第一性原理计算和静态热力学计算，验证同位素选择性开孔效应，模拟计算结果说明DUT-8(Ni)在体系中含有HT的情况仍保持闭孔状态，在DT和T₂表现开孔状态。通过这种开孔策略，DUT-8(Ni)能够作为一种高活性同位素分离材料。

参考文献

Linda Bondorf, Jhonatan Luiz Fiorio, Volodymyr Bon, Linda Zhang, Mariia Maliuta, Sebastian Ehrling, Irena Senkovska, Jack D. Evans, Jan-Ole Joswig, Stefan Kaskel*, Thomas Heine*, Michael Hirscher*, Isotope-selective pore opening in a flexible metal-organic framework, Sci. Adv. 2022, 8(15), eabn7035

DOI: 10.1126/sciadv.abn7035

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn7035