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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】金屬有機(jī)框架(MOF)在膜氣分離中處于一個(gè)很有價(jià)值的地位，然而因其結(jié)構(gòu)而性能有限，導(dǎo)致整個(gè)行業(yè)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的采用率不是那么高。在密蘇里科技大學(xué)的一項(xiàng)初步調(diào)查中，研究人員用3D打印證明了替代性MOF復(fù)合過濾器的可行性。
在許多商業(yè)應(yīng)用中，如制造泡沫飲料、制冷、油回收和堿性水處理，收集二氧化碳是非常重要的。膜氣分離是從空氣中收集和存儲(chǔ)二氧化碳等氣體的一種方法。
由于天然多孔和低成本，金屬有機(jī)框架(MOF)在膜氣分離中處于一個(gè)很有價(jià)值的地位。不幸的是，MOF因其結(jié)構(gòu)而性能有限，導(dǎo)致整個(gè)行業(yè)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的采用率不是那么高。
在密蘇里科技大學(xué)的一項(xiàng)初步調(diào)查中，研究人員用3D打印證明了替代性MOF復(fù)合過濾器的可行性。雖然還要做一些微調(diào)，結(jié)果表明十分有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模采用。這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》雜志上。
MOF由聚集的金屬離子組成，在受控的熱條件下生長為晶體。它吸附分子，而不是氣體原子，將它們收集在表面上，以便之后的采集或再循環(huán)。研究中，研究人員3D打印了兩個(gè)自立的MOF單體，個(gè)叫MOF-74(Ni)，第二個(gè)叫UTSA-16(Co)。
在封閉環(huán)境中的測試表明，兩個(gè)單體的的吸收率都與其對(duì)應(yīng)物相當(dāng)，個(gè)達(dá)到79%的粉末能力，第二個(gè)達(dá)到87%。研究人員相信，他們的3D打印MOF單體可用于各種吸附性分離工藝。一旦成功，這些結(jié)構(gòu)可以掀起新的氣體過濾系統(tǒng)浪潮，從而降低能源發(fā)電成本。
一項(xiàng)研究表明，平均而言，常規(guī)的氣體分離方法的成本為每噸二氧化碳40-100美元。相比之下，膜分離的成本約為每噸23美元。該工藝只需要一個(gè)燃煤發(fā)電廠生產(chǎn)的能源的16%，而常規(guī)的分離方法則需要30%左右。
(原標(biāo)題：研究員3D打印MOF單體，提高CO2收集效率)
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