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〔江苏科技报〕南京团队研究成果登上《自然·材料》

时间:2023-05-19 来源:江苏科技报 作者: 摄影: 编辑:杨筱奕 上传:
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本报讯(记者葛思佳)5月11日,国际顶级期刊《自然·材料》在线发表了新利18彩票 金万勤教授团队题为“金属有机框架分子筛分膜内晶格缺陷的消除”的研究论文。新利18彩票 博士后刘国振为第一作者,刘公平教授和金万勤教授为共同通讯作者。

分子/离子的分离在能源、环境、水资源、化工等领域占有举足轻重的地位,膜技术作为一种高效节能的分离技术在其中发挥至关重要的作用。其中,金属有机骨架(MOF)是新一代分子筛膜材料,然而制备具有完美晶格孔的MOF膜仍然面临着巨大挑战,长期以来一直未能取得突破。为此,该校研究团队与南京大学数学系吕勇教授、沙特阿卜杜拉国王科技大学韩宇教授团队等多方合作,通过数学、化学、材料等多学科的交叉研究,发现几何学中的球致密堆积问题(也

被称为世纪著名的“吻数Kiss‐ing Number”问题),可用于指导构筑完美的MOF晶格及其分离膜。

“我们建立了预测晶格缺陷的概率模型,提出高概率理论配位策略,通过控制膜合成条件增加有机配体和金属团簇间的碰撞概率,成功构筑了无晶格缺陷的完美晶体膜结构。”研究团队介绍。他们利用超低剂量高分辨电子显微成像技术,首次直接观察到MOF膜中的晶格缺陷及其被消除后的完美晶格结构。实验结果表明,无晶格缺陷的MOF膜仅允许小于晶格孔的分子快速通过,而大于晶格孔的分子或离子被截留,从而实现了水和离子的高效分离,极具工业应用前景。

受几何学启发提出的高概率理论配位策略,不仅实现了完美晶格孔道的成功构筑及其高效分子尺度分离,还为精确操纵晶格缺陷以调控亚纳米限域空间尺寸及其分子传输提供了新路径。该工作也为探索多学科交叉研究创造先进材料提供了范式参考。

2023年5月19日《江苏科技报》第3版:http://www.jskjb.com:8081/xpaper/news/112362/123186/133572-1.shtml

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