多(duō)組分吸附穿透曲線分析儀助力中大蘇成勇教授團隊《JACS》新成果

多(duō)組分吸附穿透曲線分析儀助力中大蘇成勇教授團隊《JACS》新成果：可(kě)大批量合成和可(kě)淨化的Zr-MOF用于煙氣深度脫硫和SO2回收

深度去除和回收SO2作爲工業原料在煙氣脫硫和天然氣淨化中具有重要意義，但開發低成本、可(kě)擴展、高效和可(kě)回收的物理吸附劑仍然是一個挑戰。

在此，中山大學蘇成勇教授課題組在《JACS》上(shàng)發表的題爲“Scalable and Depurative Zirconium Metal−Organic Framework for Deep Flue-Gas Desulfurization and SO2 Recovery"的論文報道了一種可(kě)行(háng)的合成方案來生産DUT-67，該DUT-67具有可(kě)控的MOF結構、優異的結晶度、可(kě)調節的形狀/尺寸、毫克到公斤的規模，并通過回收溶劑/調節劑連續生産。此外，簡單的HCl後處理得到了淨化的DUT-67-HCl，其具有超高純度、優異的化學穩定性、可(kě)逆的SO2吸收、高分離選擇性（SO2/CO2和SO2/N2）、大大增強的SO2捕獲能力和良好的重複使用性。通過原位X射線衍射/紅外光譜和DFT/GCMC計算闡明了SO2的結合機制。從含有痕量SO2的真正的四元N2/CO2/O2/SO2煙道氣中進行(háng)的一步SO2分離可(kě)以在幹燥和50%潮濕的條件下進行(háng)，從而回收96%的純度。這項工作可(kě)能爲未來的SO2捕獲和回收技術鋪平道路，推動MOF合成朝着經濟成本、擴大生産和改善理化性質的方向發展。

合成與晶體結構。

（a）用于不(bú)同目的的原-DUT-67的合成條件和制備DUT-67-HCl的後處理。插圖顯示了樣品形狀和放大設施。

（b）在DUT-67-HCl中顯示8個末端OH⁻/H2O基團的Zr6簇。

（c）DUT-67-HCl中的八面體籠。

（d）DUT-67-HCl中的立方體八面體籠。

（d） DUT-67和DUT-67-HCl在298K下的吸水等溫線。

（e） 用DUT-67-HCl重複吸水。

（f） 77K下的N2吸附等溫線以及DUT-67和DUT-67-HCl的孔徑分布。

氣體吸附性能。

（a，b）SO2、CO2、N2和O2在273和298K下與DUT-67和DUT-67-HCl的吸附等溫線。

（c）報道的Zr-MOFs吸附和分離SO2的性能比較。

（d）在DUT-67和DUT-67-HCl中吸收SO2和CO2的Qst。

（e，f）在298K下對DUT-67和DUT-67-HCl的SO2/CO2和SO2/N2的IAST選擇性。

模拟煙氣的柱穿透試驗。

（a，b）用DUT-67和DUT-67-HCl分離N2/CO2/O2/SO2（81.8:15:3:0.2）混合物。

（c，d）用DUT-67和DUT-67-HCl在不(bú)同溫度下分離煙氣。

（e）DUT-67-HCl的循環柱穿透試驗。

（f，g）在幹燥和潮濕條件下用DUT-67和DUT-67-HCl分離煙道氣。

（h，i）DUT-67和DUT-67-HCl的SO2解吸曲線。

除非标注溫度，否則所有數據都是在298K下收集的