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用户前沿丨强强联合!中国工程物理研究院/中科大最新Nature子刊:柔性配位框架吸附剂中实现室温下的氪/氙分离!

来源:天美仪拓实验室设备(上海)有限公司 更新时间:2026-04-10 16:30:36 阅读量:39
导读:用户前沿丨强强联合!中国工程物理研究院/中科大最新Nature子刊:柔性配位框架吸附剂中实现室温下的氪/氙分离!


01
科研进展


近日,中国工程物理研究院核物理与化学研究所汪小琳、熊顺顺、中国科学技术大学汪苏靖教授团队在期刊《Nature Communications》上发表了题为“Krypton/Xenon separation at room temperature in a flexible coordinative framework sorbent”的重要研究成果。该研究成果提出了具有协同结构和局部柔性的金属有机框架材料实现常温下对氪的优先吸附,在高新技术、国防和航空航天等诸多领域具有重要意义。


02
文章简介


氙(Xe)作为一种高价值惰性气体,在高科技产业、医疗、国防、航空航天、核能等领域需求日益增长,其主要来源为空气和核工业废气,但均需与氪(Kr)分离。传统低温分离工艺能耗极高,吸附分离被视为替代方案,但传统吸附剂多在常温下优先吸附Xe,导致解吸能耗大,难以高效生产纯Xe。同时,核废气中低浓度放射性88Kr(40ppm)需快速分离以减少环境影响。现有少数能实现Kr选择性吸附的材料(如FS-CuBTCUM、CSuc-750及部分MOFs)需在273K以下低温工作,常温下性能受限,因此开发常温下通过动力学筛分机制优先吸附Kr的材料成为亟待解决的关键问题。
该团队提出了一种利用具有结构动态特性的配位框架材料的策略。该方法兼具框架柔韧性与局部灵活性,协同作用可生成最佳孔径与孔道形态。所设计的专用金属有机框架(MOF)实现了氪对氙的动力学高效分离,在50:50配比的氪/氙混合气中突破选择性高达6.3(室温条件下);当氪浓度降至1%时,该数值可进一步提升至10.4,表明其在氙气提纯及核废气放射性氪同位素去除方面具有重要应用潜力。

图1  实现选择性吸附氪(Kr)而非氙(Xe)的策略



03
赛里安方案


本文利用赛里安456C,对Xe和Kr进行纯度分析(如图2),使用认证标准气体进行校准后,根据积分峰面积计算组分纯度值。


图2  实验中的赛里安456C






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04
参考文献



《Dong, S., Zhang, B., Wahiduzzaman, M. et al. Krypton/Xenon separation at room temperature in a flexible coordinative framework sorbent. Nat Commun 17, 1065 (2026).》



05
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