SO₂的排放是世界上最严重的污染之一，持续威胁着人类的健康，并带来各种环境问题。尽管已建立的脱硫技术（如石灰石洗涤）可从烟气中脱除很大一部分的SO2（~95%），但残留的SO₂仍留在烟气中，并可能损坏其他气体洗涤器。其中，金属有机骨架（MOFs）材料因其具有网状合成、结构可调、孔隙率高等突出特点而在分离应用中极具应用前景。

近日，深圳职业技术学院霍夫曼先进材料研究院Christoph Janiak，杜塞尔多夫大学Oliver Weingart报道了开发了一种预合成孔环境设计策略，以获得稳定的甲基功能化的MOF，以优先结合SO₂，从而增强低压(部分)SO₂吸附和SO₂/CO₂分离。

文章要点

1）MOF对SO₂吸附性能的提高主要是因为通过增加[Ni₂(BDC-X)₂DABCO]（BDC-X=mono-, di- and tetramethyl-1,4-benzenedicarboxylate/terephthalate；DABCO=1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane）中苯二甲酸连接基上的甲基密度而获得的最佳孔径大小。

2）Monte Carlo模拟和第一性原理密度泛函理论（DFT）计算结果表明，孔表面甲基对SO₂的亲和性优于母体MOF，这起到了关键作用。

3）研究人员通过气体吸附等温线、理想吸附溶液理论计算、模拟穿透曲线和DFT计算，验证了这种甲基功能化MOF的SO₂分离潜力。

参考文献

Shanghua Xing, et al, Capture and Separation of SO₂ Traces in Metal-Organic Frameworks via Pre-synthetic Pore Environment Tailoring by Methyl Groups, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202105229

https://doi.org/10.1002/anie.202105229