新型含氮多孔有机聚合物材料吸附CO2的研究进展

含氮有机聚合物材料是一类具有较高比表面积的多孔材料,材料骨架中含有富电子的氮物种,可与二氧化碳产生较强的相互作用,能够显著提高二氧化碳的吸附性能。以含氮多孔有机聚合物材料为基础,介绍了该类聚合物材料的分类、结构、性质和特点以及对二氧化碳的吸附性能,综述了含氮多孔有机聚合物材料在二氧化碳吸附方面的最新进展,探讨了其在吸附应用中存在的问题,展望了含氮多孔有机聚合物材料在吸附二氧化碳方面的发展趋势。     

多孔纳米材料改性水处理超滤膜的研究进展

基于压力驱动的超滤膜面临渗透性和选择性的制衡及膜污染问题。多孔纳米材料是高性能超滤膜改性制备中一类重要的添加剂,是新型水处理功能膜的研究热点之一。多孔纳米材料的添加为膜提供了额外水通道,其可调的孔尺寸又为在膜内构建出具有高度选择性的纳米通道提供了潜在有利条件,进而突破膜渗透性和选择性的Trade-off效应。同时,亲水性多孔纳米材料的添加有利于提升膜的抗污染性能。本文综述了近年来多孔纳米材料对超滤膜的改性方法,总结了微孔沸石分子筛、介孔炭、介孔二氧化硅、金属有机骨架材料和共价有机骨架材料对超滤膜的改性研究进展,着重评价了不同改性材料对超滤膜在亲水性、渗透性、污染物截留和抗污染能力等方面的影响。最后对未来多孔纳米材料改性超滤膜的研究及应用的发展趋势进行了展望。     

纳米结构多孔固体在二氧化碳吸附分离中的应用

二氧化碳（CO2）的双重角色（温室气体及一碳化工原料）使其吸附分离研究具有重要学术及社会经济意义。本文以多孔吸附材料为主线,系统评述了多孔炭、分子筛、有机金属骨架类材料及多孔聚合物等的CO2吸附分离最新研究进展。这些吸附材料的特点：多孔炭的微观及宏观形貌可控,孔结构可调,稳定性好;分子筛的具有丰富的微孔,孔径分布集中;有机金属骨架及多孔聚合物的种类多样,代表一类新兴的CO2吸附材料。分析了多孔固体应用于CO2吸附分离所涉及的关键科学问题,即高效吸附材料立体设计及影响选择性和吸附量等重要参数。提出澄清微孔/介孔/大孔比例以及表面基团种类和数量对CO2吸附贡献的定量关系的必要性,对材料的定向合成与优化有重要指导意义。     

金属有机骨架材料制备的研究进展

金属有机骨架材料是近几年发展迅速的一类多孔材料,其作为新兴材料与传统的多孔材料相比,不同的是金属有机骨架材料具有可功能化修饰、三维的孔结构、超大的比表面积和孔容积、孔径可调和良好的热稳定性等优点。并且在气体的吸附分离、储存和催化等应用领域有着比其他传统的多孔材料更加优越的性能,具备着较为广泛的潜在用途。本文对金属有机骨架材料的制备的进行了综述,给其他研究者提供一个参考和指导。     

基于海水提铀的多孔芳香框架材料研究进展

多孔芳香框架材料是一类新兴的有机多孔纳米材料，具有稳定性高、比表面积大、易于修饰改性等特点，可以满足多种吸附材料设计的需求。近几年众多学者将修饰改性后的多孔芳香框架材料应用于海水提铀，发现其具有较大的铀吸附量、优异的铀选择性、良好的可循环性等特点。本文综述了近年来基于海水提铀的多孔芳香框架材料的研究进展，首先简要介绍了其合成反应与合成技术，然后分类讨论了与铀的相互作用机理，并评估了多种改性多孔芳香框架材料对铀的吸附性能，分析了其对铀的高选择性和高吸附效率的原因。最后，本文针对目前多孔芳香框架材料在海水提铀中的局限性（多孔芳香框架材料的合成、吸附性能的提高、成本的降低及机理的深层次研究等）为未来设计低成本高性能的多孔芳香框架材料吸附剂提供了几点建议。     

燃油选择性吸附脱硫的多孔材料研究进展

吸附脱硫技术具有操作条件温和、节能、不改变燃油品质和成本低等特点而备受关注。针对噻吩类难脱除硫化物的深度脱除和转化问题，综述了近年来应用多孔吸附材料选择性吸附超深度脱除燃油中噻吩类硫化物的作用机理及最新研究进展。重点分析了分子筛、金属有机骨架、多孔炭材料、复合材料等不同吸附剂的研究现状，并探讨了各种吸附材料的吸附机理、改性方式和优缺点。本文指出分子筛因优异的热稳定性、高比表面积、均一的孔道结构、低成本和易于工业化等特点，是目前最具优势的吸附剂材料。未来研究应着重阐明吸附机理、提高合成便捷性、脱硫性能以及再生能力，更全面系统的研究将为开发具有理想选择性和再生能力的高效吸附剂奠定基础。     

多孔材料吸附挥发性有机物的研究进展

吸附法是治理挥发性有机物（VOCs）的重要技术之一。近年来，多孔材料用于VOCs的吸附处理受到了研究者的广泛关注。本文总结了多种多孔材料，如活性炭、生物炭、活性碳纤维、石墨烯、沸石分子筛、金属有机骨架材料、多孔有机聚合物和复合材料等在VOCs吸附领域的应用和研究进展，阐述了各类材料在VOCs吸附应用中存在的问题，探讨了其未来发展前景，总结了吸附剂失活的原因和再生的方法，为多孔材料在VOCs吸附领域的应用提供借鉴。     

机器学习技术在气体吸附多孔材料研究中的应用进展

简要介绍了材料研究领域常用的机器学习算法,探讨了通过数据挖掘技术进行材料研究的方法流程,回顾了机器学习技术在多孔碳、沸石和金属有机骨架3类重要吸附材料研究中的典型案例,最后对这一技术在气体吸附材料研发中的应用前景进行了展望。     

MOFs材料对挥发性有机物(VOCs)的吸附研究

挥发性有机物(VOCs)严重危害人体健康和破坏生态环境,吸附技术是处理VOCs的有效技术之一,多孔材料是最常使用的脱除VOCs的吸附剂。金属有机骨架材料MOFs是一种新型的多孔骨架材料,由于具有巨大的比表面积和孔容,其在吸附方面的研究也日益引起人们的关注。系统调研了近年来MOFs材料吸附VOCs的研究进展,首先介绍了MOFs材料及其特点;其次分类详述了不同MOFs材料(MOF-5、MOF-177和MIL-101等)及其对典型VOCs的吸附性能;最后总结和展望了MOFs材料在吸附VOCs及其他有毒气体的应用前景。     

4-硝基咪唑辅助合成金属有机骨架MIL-101的脱色研究

金属有机骨架材料是近年来配位化学发展的一种新兴多孔功能材料,是化学、能源与材料等领域共同关注的研究热点,在吸附分离、催化等方面具有重要的工业应用前景。本文选用具有代表性的金属有机骨架MIL-101材料作为研究对象,采用4-硝基咪唑辅助合成MIL-101并将其作为吸附剂,通过控制振荡时间的变化,考察其对甲基橙的吸附脱色能力,从而选择最优吸附条件。     

MOF复合材料在气体吸附分离中的研究进展

作为一种新型多孔材料,金属有机骨架（metal-organic framework, MOF）材料因其具有高孔隙率、大比表面积、孔尺寸高度可调、结构多样等优点,近年来在气体吸附与分离领域显示出广阔的应用前景。然而,在MOF材料的工业化进程中,仍存在稳定性差等问题需要解决。将MOF材料与其他功能材料进行复合,实现不同材料间的协同效应,在保证吸附分离性能的同时,显著提升MOF材料的结构稳定性。本综述概述了MOF基复合材料的构筑策略,与MOFs构筑复合材料的材料,包括碳基材料、离子液体、MOFs、分子筛等。分析了各种MOF复合材料在气体吸附与分离领域的应用进展,并对该研究方向进行了展望。     

基于有序多孔材料磷酸盐吸附剂的研究进展

过量的磷流入水体易导致水体富营养化等环境问题,吸附法由于操作方便、经济高效等特点被广泛应用于水体磷酸盐的去除。有序多孔材料具有孔道规则,比表面积大,孔容大等特点,其作为载体可有效提高活性物种的分散性,从而提高吸附剂吸附磷酸盐的效率。综述了基于不同有序多孔材料的吸附剂应用于水体磷酸盐去除的进展,主要包括有序多孔碳材料、有序多孔硅材料和金属有机框架。讨论了基于有序多孔材料吸附剂的磷酸盐吸附性能、主要吸附机理、影响因素及回收利用。总结了基于有序多孔材料吸附剂吸附磷酸盐存在的问题,展望了其未来研究方向及应用前景。     

基于有序多孔材料磷酸盐吸附剂的研究进展

过量的磷流入水体易导致水体富营养化等环境问题。吸附法由于操作方便、经济高效等特点被广泛应用于水体磷酸盐的去除。有序多孔材料具有孔道规则，比表面积大，孔容大等特点，其作为载体可有效提高活性物种的分散性，从而提高吸附剂去除磷酸盐的效率。该文综述了基于不同有序多孔材料合成的吸附剂应用于水体磷酸盐去除的进展，主要包括有序多孔碳材料、有序多孔硅材料和金属有机框架。讨论了基于有序多孔材料吸附剂的磷酸盐吸附性能、主要吸附机制、影响因素及回收利用等。总结了基于有序多孔材料吸附剂吸附磷酸盐存在的问题，展望了其未来研究方向及应用前景。     

共价有机框架材料对放射性核素吸附的研究进展

共价有机框架材料（covalent organic frameworks, COFs）是一类由轻质元素通过共价键连接的具有周期性和结晶性的新兴有机多孔聚合物。COFs具有比表面积大、孔隙高度可调及易于化学修饰等特点,使其能满足多样的设计需求,成为吸附剂的理想材料。本文综述了近年来COFs及其复合材料作为高效吸附剂在放射性核素吸附领域的研究进展,首先提出了COFs的结构优势,并对COFs与放射性核素的相互作用机理进行了分类,评估了多种COFs对几种代表性放射性核素的吸附性能,简要总结了吸附的作用方式,并分析了实现高吸附容量以及高选择性的原因,还讨论了COFs材料的可再生性。在文章的最后对用于吸附放射性核素的COFs材料的发展趋势进行了总结和展望,也就目前的局限性（COFs的制备、选择性的提高、稳定性的探究以及深度机理研究、工业规模的应用等）为设计和探究具有更优异吸附性能的COFs材料提供了一些建议。     

脱芳复合萃取剂的研究进展

复合萃取剂包括传统复合溶剂和新型复合溶剂。前者是有机溶剂与有机溶剂或无机盐的复配,后者则是不同种类的离子液体复配,它们不仅具有对芳烃的溶解性好、选择性高的优点,而且萃取后,萃余油的收率相对较高,已经成为继单一萃取剂用于油品（石脑油、重整汽油和模拟油等）脱芳烃研究之后又一新的研究热点。本文综述了国内外脱芳烃复合萃取剂的研究进展,重点介绍了两类复合萃取剂（萃取剂与醇类、胺类溶剂或无机盐复配和离子液体复配）在油品萃取脱芳烃中的应用;根据复合萃取剂中助萃取剂的种类不同,对用于萃取脱芳烃的复合萃取剂进行了分类总结;介绍了不同种类的萃取剂复配与不同种类的离子液体复配的研究进展;最后指出复合萃取剂在分离芳烃应用中具有选择性高、分配系数高、操作工艺简单有效且成本低廉等优点,是工业上萃取脱芳烃今后的发展趋势。     

金属有机骨架固载离子液体复合材料研究进展

离子液体是一种由阴离子和阳离子共同组成的有机熔融盐，其挥发性低、热稳定性和化学稳定性好、电化学窗口宽、结构可调变，近年来在诸多领域具有广泛的应用。但由于其黏度大不便于输送和操作，合成成本较高、回收利用率低等缺点，其发展受到了一定的限制。金属有机骨架 (MOFs) 材料是由金属离子/团簇和有机配体通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙结构的有机-无机杂化材料。以MOFs为载体固载离子液体，不仅可以保留离子液体的优势，还可以赋予离子液体而很多新的特性。本文从MOFs固载离子液体的理论计算和实验应用研究出发，综述了MOFs固载离子液体的起源和固载方式，分析了MOFs和离子液体之间的兼容性、固载形式和相互作用，并对MOFs固载离子液体的瓶颈问题进行了分析，对发展方向进行了展望。     

氨气深度脱除材料与技术研究进展

氨气（NH₃）作为一种危害性碱性有毒气体,不仅危害环境,而且会对人体造成不可逆伤害。在电子信息、能源等行业,极微量的NH₃即可影响产品品质、降低过程性能。因此,NH₃的深度脱除在工业上具有重要的意义。本文综述了近年来NH₃深度脱除的工艺现状,分析了NH₃脱除材料如离子液体、低共熔溶剂、改性活性炭、分子筛、改性氧化铝、金属盐类、金属有机框架材料、多孔有机聚合物、共价有机骨架材料、氧化石墨烯、普鲁士蓝类似物对NH₃的分离性能。总结了深度脱除NH₃的工艺特点和脱氨材料的性能,浅析了该领域发展面临的问题,并对未来的发展方向提出了建议。     

多孔液体：合成与应用

多孔液体是一类具有永久孔隙的新兴液体材料,它将多孔材料优异的性能和液体的流动性结合在一起。具有永久空腔的造孔器（pore generator）,可以完全由无机砌块单元、有机配体和无机节点的组合单元或有机砌块单元构成。本文根据造孔器的结构综述了使用无机纳米材料、金属有机框架和多孔笼合成多孔液体的最新研究进展。文章指出作为新的研究领域,多孔液体化学正处于起步阶段,虽然面临着诸多挑战,但应用潜力巨大。目前在气体吸附、异构体识别、多孔液体膜的合成等方面都有研究,有望在气体捕捉和分离、催化、膜材料制备等领域得到应用。     

负载型离子液体吸附分离CO2的研究现状及展望

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳（CO₂）含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO₂减排刻不容缓。传统工业捕集CO₂方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO₂捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO₂吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO₂研究的发展趋势进行了展望。