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用戶前沿丨強強聯(lián)合!中國工程物理研究院/中科大最新Nature子刊:柔性配位框架吸附劑中實現(xiàn)室溫下的氪/氙分離!

來源:天美儀拓實驗室設(shè)備(上海)有限公司 更新時間:2026-04-10 16:30:36 閱讀量:20
導讀:用戶前沿丨強強聯(lián)合!中國工程物理研究院/中科大最新Nature子刊:柔性配位框架吸附劑中實現(xiàn)室溫下的氪/氙分離!


01
科研進展


近日,中國工程物理研究院核物理與化學研究所汪小琳、熊順順、中國科學技術(shù)大學汪蘇靖教授團隊在期刊《Nature Communications》上發(fā)表了題為“Krypton/Xenon separation at room temperature in a flexible coordinative framework sorbent”的重要研究成果。該研究成果提出了具有協(xié)同結(jié)構(gòu)和局部柔性的金屬有機框架材料實現(xiàn)常溫下對氪的優(yōu)先吸附,在高新技術(shù)、國防和航空航天等諸多領(lǐng)域具有重要意義。


02
文章簡介


氙(Xe)作為一種高價值惰性氣體,在高科技產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療、國防、航空航天、核能等領(lǐng)域需求日益增長,其主要來源為空氣和核工業(yè)廢氣,但均需與氪(Kr)分離。傳統(tǒng)低溫分離工藝能耗極高,吸附分離被視為替代方案,但傳統(tǒng)吸附劑多在常溫下優(yōu)先吸附Xe,導致解吸能耗大,難以高效生產(chǎn)純Xe。同時,核廢氣中低濃度放射性88Kr(40ppm)需快速分離以減少環(huán)境影響?,F(xiàn)有少數(shù)能實現(xiàn)Kr選擇性吸附的材料(如FS-CuBTCUM、CSuc-750及部分MOFs)需在273K以下低溫工作,常溫下性能受限,因此開發(fā)常溫下通過動力學篩分機制優(yōu)先吸附Kr的材料成為亟待解決的關(guān)鍵問題。
該團隊提出了一種利用具有結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的配位框架材料的策略。該方法兼具框架柔韌性與局部靈活性,協(xié)同作用可生成最佳孔徑與孔道形態(tài)。所設(shè)計的專用金屬有機框架(MOF)實現(xiàn)了氪對氙的動力學高效分離,在50:50配比的氪/氙混合氣中突破選擇性高達6.3(室溫條件下);當氪濃度降至1%時,該數(shù)值可進一步提升至10.4,表明其在氙氣提純及核廢氣放射性氪同位素去除方面具有重要應(yīng)用潛力。

圖1  實現(xiàn)選擇性吸附氪(Kr)而非氙(Xe)的策略



03
賽里安方案


本文利用賽里安456C,對Xe和Kr進行純度分析(如圖2),使用認證標準氣體進行校準后,根據(jù)積分峰面積計算組分純度值。


圖2  實驗中的賽里安456C






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04
參考文獻



《Dong, S., Zhang, B., Wahiduzzaman, M. et al. Krypton/Xenon separation at room temperature in a flexible coordinative framework sorbent. Nat Commun 17, 1065 (2026).》



05
推薦儀器



圖片

賽里安456i氣相色譜儀


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456i使用CompassCDS色譜工作站,其獨特的軟件架構(gòu)能完美支持網(wǎng)絡(luò)版工作,儀器數(shù)量無上限,輕松對接主流LIMIS系統(tǒng)。

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