近日,我院李風(fēng)亭教授團(tuán)隊(duì)與日本學(xué)士院院士、京都大學(xué)Susumu Kitagawa教授團(tuán)隊(duì)在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃政府間國際合作重點(diǎn)專項(xiàng)支持下開展合作研究,在綠色CO2超精準(zhǔn)分子識(shí)別和綠色高效氣體分離材料研究方向上取得相關(guān)進(jìn)展,通過對(duì)柔性多孔材料的孔環(huán)境精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和多種分子識(shí)別機(jī)理的優(yōu)化整合,實(shí)現(xiàn)了材料對(duì)CO2超精準(zhǔn)分子識(shí)別和高效分離。該研究工作以“Soft corrugated channel with synergistic exclusive discrimination gating for CO2 recognition in gas mixture”為題發(fā)表于國際化學(xué)領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》上(DOI: 10.1038/s41467-023-39470-w)。
CO2既是一種重要的溫室氣體,也是一種常見的工業(yè)氣體雜質(zhì)。發(fā)展CO2分子識(shí)別、分離捕獲和資源化利用等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要,符合國家“碳達(dá)峰、碳中和”重大戰(zhàn)略需求。團(tuán)隊(duì)通過精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和調(diào)控多孔配位聚合物材料的柔性、孔道形貌和作用位點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了超精準(zhǔn)的CO2分子識(shí)別能力。在面向CO2, N2, CH4, CO, O2, H2, Ar, C2H2, C2H4和C2H6十種常見氣體時(shí),該材料能且只能通過柔性孔道開門效應(yīng)選擇性吸附CO2,在多個(gè)混合氣體中也顯示出優(yōu)異的CO2分離捕獲性能。單晶XRD衍射、原位同步輻射PXRD衍射結(jié)合理論計(jì)算研究結(jié)果表明,通過在柔性多孔配位聚合物中合理的設(shè)計(jì)窄波紋狀通道、作用位點(diǎn)和合適的柔性作用是實(shí)現(xiàn)超精準(zhǔn)CO2分子識(shí)別的關(guān)鍵要素。同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院為該論文第一單位,李風(fēng)亭教授、日本京都大學(xué)Ken-ichi Otake和Susumu Kitagawa 教授為論文通訊作者,同濟(jì)大學(xué)顧逸凡研究員為該論文第一作者,王穎教授為共同作者。
同期團(tuán)隊(duì)顧逸凡研究員和吳一楠副教授等在Green Chemistry、Coordination Chemistry Reviews和Small等期刊上發(fā)表了多項(xiàng)CO2吸附與催化轉(zhuǎn)化、綠色高效氣體分離和水捕集技術(shù)相關(guān)論文,并取得了多項(xiàng)授權(quán)專利。
上述相關(guān)工作獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃政府間國際合作重點(diǎn)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、上海浦江人才項(xiàng)目、科技領(lǐng)軍人才計(jì)劃、上海市科委政府間國際科技合作項(xiàng)目和中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)的資助。