我院学者在金属有机框架吸附脱硫领域发表权威综述
发布日期:2025-10-01   作者:重点实验室  浏览数:10

 近日,我院刘敏敏副教授和华南师范大学化学学院刘江教授对金属有机框架(MOF)材料在吸附脱硫(ADS)中的最新研究进展进行了系统综述。相关研究成果以“Metal-organic frameworks in adsorption desulfurization: Recent progress, new trends and future perspectives”(金属有机框架在吸附脱硫中的应用:最新进展、趋势及未来展望)为题,在国际权威期刊Coordination Chemistry Reviews上发表(中科院一区,IF=23.5,TOP期刊)。该研究聚焦于MOFs及其衍生物在ADS(清洁能源和环境可持续发展的关键领域)中的最新进展和未来发展方向。

 化石燃料燃烧产生的硫氧化物(SOₓ)排放对环境和健康构成严重威胁,可持续脱硫技术已成为全球质量与标准的发展趋势。与传统的加氢脱硫(HDS)相比,吸附脱硫因其操作简便、环境友好、吸附容量大、选择性高等优点,成为实现超深度脱硫的有前景的替代方案。MOF凭借其可调的孔隙率和高比表面积,在 ADS 中表现出优异的吸附性能。该综述简要讨论了各种脱硫技术特点、ADS机理、吸附剂的再生以及影响脱硫效率的因素。深入分析了基于MOF的ADS材料,涵盖了MOFs、MOFs衍生碳基材料和MOFs构建复合材料,以及它们的结构优势、脱硫效果、回收再生及循环利用情况。阐明了影响ADS效率的物理化学相互作用,系统揭示了MOFs的孔道结构、金属位点特性与脱硫性能之间的构效关系。特别阐明了π-络合作用、酸碱相互作用等关键吸附机理,为理性设计高性能MOFs吸附剂提供了重要理论依据。此外,还强调了MOF吸附剂在开发高性能和可扩展脱硫系统方面所面临的挑战和未来发展方向。

图1. 几种常见的脱硫方式

图2. MOF用于ADS的主要机理,包括物理吸附机理和化学吸附机理。

论文通讯作者为石河子大学化学化工学院刘敏敏副教授和华南师范大学化学学院刘江教授;论文第一作者为化学化工学院2023级硕士研究生付瑞欣。本研究得到了国家自然科学基金(22271104、U24A20550和22062021)、青年和中年科技创新骨干人才计划(NO. 2024RC06)的资助。

(图文:刘敏敏 初审:张海洋 复审:刘平 终审:徐炜杰)