Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Sàng phân tử rất hữu ích trong nhiều quy trình công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực hóa học và năng lượng. Chúng có thể được sử dụng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi nước và nhận được sự chú ý cho các ứng dụng tiềm năng trong ngành hàng không vũ trụ, vận tải đường sắt, sản xuất ô tô và hơn thế nữa, nhưng cho đến nay, các ứng dụng của chúng đã bị hạn chế do không ổn định trong điều kiện khắc nghiệt.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế gần đây đã tổng hợp các khung hữu cơ cộng hóa trị dựa trên polyarylether, vật liệu xốp tinh thể ổn định nhất được ghi nhận. Nhóm nghiên cứu, bao gồm Yushan Yan của Đại học Delkn và Qianrong (Frank) Fang của Đại học Delkn, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ với Yan tại UD, đã mô tả kết quả của họ trên tạp chí khoa học quốc tế Nature Chemistry .
Một số vật liệu hoạt động như sàng và để các phân tử đi qua lỗ chân lông của chúng. Những vật liệu này, được gọi là sàng phân tử, rất hữu ích trong nhiều quy trình công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực hóa học và năng lượng. Chúng có thể được sử dụng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ nước. Họ cũng đã nhận được sự chú ý cho các ứng dụng tiềm năng trong ngành hàng không vũ trụ, vận tải đường sắt, sản xuất ô tô và nhiều hơn nữa, nhưng cho đến nay, các ứng dụng của họ đã bị hạn chế bởi sự bất ổn của chúng trong điều kiện khắc nghiệt.
Yan, Giáo sư Kỹ thuật xuất sắc thuộc Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học, đã nghiên cứu các vật liệu xốp kết tinh như zeolite kể từ khi ông nghiên cứu tiến sĩ vào đầu những năm 1990. Ông đã giành được giải thưởng Donald Breck, giải thưởng cao nhất từ Hiệp hội Zeolite quốc tế năm 2010 cho tác phẩm điện ảnh mỏng zeolite của mình. Khi Fang gia nhập nhóm của mình vào năm 2009, cặp đôi bắt đầu khám phá một lớp vật liệu xốp kết tinh mới nổi gọi là khung hữu cơ cộng hóa trị, được liên kết bởi các liên kết cộng hóa trị, cho thấy nhiều hứa hẹn, nhưng đôi khi bị giới hạn bởi các hóa chất có sẵn và sự bất ổn của chúng trong điều kiện khắc nghiệt , chẳng hạn như axit mạnh và bazơ.
Yan và Fang là những người đầu tiên tạo ra các khung hữu cơ cộng hóa trị bằng cách sử dụng liên kết carbon-nitơ ổn định (imide) và từ đó, đầu tiên tại UD và sau đó tại Đại học Cát Lâm sau khi Fang rời UD để nhận vị trí giảng viên uy tín ở Trung Quốc, đã làm việc để phát triển các khung hữu cơ cộng hóa trị dựa trên các liên kết carbon-oxy. Họ dự đoán những vật liệu này sẽ ổn định – nếu chỉ họ có thể làm chúng.
Để làm như vậy, họ đã tạo ra các khung từ polyarylether, một loại nhựa kỹ thuật có độ ổn định cao. Bằng cách thiết kế cẩn thận các bộ xương dựa trên các liên kết ổn định mới, họ đã tạo ra một vật liệu ổn định hơn bất kỳ loại nào khác.
“Một khi bạn có liên kết carbon-oxy, vật liệu xốp này ổn định trong axit mạnh, bazơ mạnh và chất oxy hóa mạnh”, Yan nói. Các khung cũng ổn định lên tới 400 độ C. “Trong số các vật liệu tinh thể xốp, hữu cơ hoặc vô cơ, đây là vật liệu ổn định nhất.”
Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các khung hữu cơ cộng hóa trị dựa trên polyarylether có thể loại bỏ dư lượng kháng sinh ra khỏi nước trong độ pH từ 1 đến 13.
Trong bài báo, nhóm nghiên cứu kết luận: “Các COF ổn định [khung hữu cơ cộng hóa trị] này là một nền tảng hoàn hảo để chuẩn bị các vật liệu chức năng có thể được sử dụng trong môi trường hóa học khắc nghiệt.”
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Delwar . Bản gốc được viết bởi Julie Stewart. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :