作者:温才妃 来源:中国科学报 发布时间:2020/7/3 14:46:24
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南工大:给一价铜基穿上抗氧化“外衣”

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过镀饰疏水涂层提高一价铜的抗氧化性能

南京工业大吸附分离技术研究所教授孙林兵团队通过调控一价铜改性Y分子筛的微环境,将吸附剂的表面性质从亲水调变为超疏水,从而实现了在氧气存在的条件下一价铜基吸附剂的稳定。相关研究成果以《通过调变分子筛的微环境提高一价铜的抗氧化性能用于高效吸附脱硫》为题,近日在线发表于《自然—通讯》。

一价铜基吸附剂在燃料油深度脱硫和烯烃/烷烃分离中性能出色,但是一价铜在空气中易氧化成二价铜,导致一价铜基吸附剂的制备、储存和使用都需要隔绝空气,这不仅提高了吸附剂的成本,还严重阻碍了其实际应用的广度。

针对这一制约一价铜基吸附剂实际应用的“瓶颈”问题,孙林兵团队通过无数次的实验深入剖析一价铜氧化机理,发现一价铜基只有在氧气和水同时存在的条件下,才能在常温下发生氧化反应。于是,他们通过调控一价铜改性Y分子筛的微环境,将吸附剂的表面性质从亲水调变为超疏水,阻碍水分子接触一价铜活性位,从而阻断了一价铜氧化必须的两个条件中的一个,给一价铜基穿上了一层“防水衣”,使其能在空气中稳定存储6个月,大大降低了存储成本,利于工业化生产。

使用一价铜基进行吸附分离,具有价格低、操作简便、高效稳定的优点。较之使用一价银等吸附剂进行工业分离,一价铜基价格低、吸附能力强;较之催化加氢脱硫分离所需的高温高压严苛条件,一价铜基吸附分离可以在常温常压下进行,且还不会降低汽油中的辛烷值。此外,普通的一价铜基吸附剂循环后吸附容量下降至原来的3%,但使用该技术制备的一价铜基吸附剂经过循环再生后吸附剂仍能恢复到原有的吸附容量。

该制备技术除了在汽油、柴油等燃料中可吸附芳香类硫化物,也可用在烯烃/烷烃分离中,为烯烃类产品生产提供高品质原料,还可以在一氧化碳提纯分离中发挥产用,具有良好的工业生产应用前景。

据悉,南京工业大学化工学院博士后李玉霞为第一作者,孙林兵为通讯作者。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-17042-6

 
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