卤素功能化MOF

氙/氪分离利器

通过协同孔道限域与表面极化，在保持高比表面积的同时精准捕获氙气，实现高效氙/氪分离。

Duo, Yue · 李瑞明 · Le, Yan · Xiao-Yan, Zhu · Bǎrboiu, Mihai D. · 王海萍 · 韦张文 · 苏成勇 · 江继军

Separation and Purification Technology 2026

具体参数

Xe吸附量

{'zh': '3.58', 'en': '3.58'} mmol g⁻¹

孔径

{'zh': '6.14', 'en': '6.14'} Å

比表面积

{'zh': '1259.8', 'en': '1259.8'} m² g⁻¹

动态保留时间

{'zh': '21', 'en': '21'} min/g

循环次数

{'zh': '5', 'en': '5'} cycles

吸附热

{'zh': '20.77', 'en': '20.77'} kJ mol⁻¹

技术优势

吸附量高

298 K、1 bar下Xe吸附量达3.58 mmol g⁻¹，源于6.14 Å的孔道与1259.8 m² g⁻¹的高比表面积之间的平衡。

实用动态分离

动态穿透实验中Xe保留时间达21 min/g，且可循环至少5次，证明其在实际操作中的可行性和稳定性。

多维度结合位点

GCMC模拟揭示卤素键与π相互作用等多重Xe结合位点，卤素极化效应强，溴代变体Qst达20.77 kJ mol⁻¹，有利于选择性吸附。

应用场景

• 核废气流处理：从核废气流中高效捕集放射性氙，减少排放。
• 稀有气体捕集：高选择性吸附氙，实现氙/氪等稀有气体分离。
• 航天器生命保障：去除座舱空气中的氙，保障航天员安全。
• 医用氙气纯化：从混合气中提纯医用氙，满足高纯度要求。