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Mohamed Eddaoudi,沙特阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)化學系傑出教授,先進膜與多孔材料研究中心主任。

1996年,巴黎狄德羅大學-巴黎第七大學,化學博士;

1992年,巴黎狄德羅大學-巴黎第七大學,化學碩士;

1991年,IbnouZohr大學(摩洛哥),化學學士。

研究方向:氣體吸附、金屬有機骨架、催化、納米材料、傳感器、二氧化碳捕獲、薄膜、氣體分離、氣體儲存。

Eddaoudi教授的研究活動主要是針對從分子構建模塊設計和合成功能固態材料的新策略,並促進對材料的結構-性能關係的理解。他在KAUST的團隊致力於開發定製MOFs,解決我們最具挑戰性和持久的社會需求,例如:

1. 清潔能源替代品:開發可在室溫和中壓下存儲足夠量H2的定製MOFs。

2. 減少溫室氣體排放:開發可封存大量二氧化碳的定製的、具有成本效益的MOFs。

3. 修復化學和生物威脅:構建可以快速檢測和修復危及生命的有毒試劑(即化學和生物戰劑)的高級MOFs。

2022年6月,Mohamed Eddaoudi收穫了一篇Science和一篇Nature,這種連發的情況,在科學界實在是少見!

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6月2日,Mohamed Eddaoudi課題組在Science上發表文章,Rational design of mixed-matrix metal-organic framework membranes for molecular separations,利用對混合基質金屬有機框架(MOF)膜的理性設計來實現分子的分離。

作者報告了基於三個互鎖標準構建混合基質MOF(MMMOF)膜的概念:
(i)具有最佳孔徑和形狀、功能以及主體-客體相互作用的MOF填料AlFFIVE-1-Ni,選擇性地增強H2S和CO2擴散,同時排除CH4;
(ii)沿着001晶面方向將MOF晶體形態定製成高長徑比(001)納米片,提供1D通道的最大暴露,並促進納米片-聚合物相互作用,從而導致高納米片負載;
(iii)(001)納米片在聚合物基體中的近距離面內(面對面)排列,將單個納米片的分子分離特性轉化為均勻[001]取向的宏觀MMMOF膜。
本文使用水解穩定的氟化AlFFIVE-1-Ni (KAUST-8)作為吸附劑,對H2S/CH4和CO2/CH4表現出良好的分離性能。該MOF對H2S和CO2具有良好的吸附分離性能,對H2S具有較高的化學穩定性。此外,AlFFIVE-1-Ni(具有一維通道的MOF)作為薄膜填料,被定製為具有明確的晶體學方向的納米薄片,以最大限度地暴露了一維通道的表面。
這些特性使AlFFIVE-1-Ni成為MMMOF膜中潛在的分子篩填料,有效地進行氣體分離,用於天然氣升級。
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6月22日,Mohamed又一篇Nature上線!
要使用天然氣作為煤炭和石油的原料替代品,其主要成分甲烷需要高純度分離。特別是,氮稀釋了天然氣的加熱值,因此對去除至關重要。然而,氮的惰性及其在動力學尺寸、極化性和沸點方面與甲烷的相似性對開發節能除氮工藝構成了特殊挑戰。
在這裡,作者報告了一種基於富馬酸鹽(fun)和介孔酸鹽(mes)的混合連接劑金屬-有機框架(MOF)膜,Zr-fum67-mes33-fcu-MOF,其孔徑形狀專門用於有效去除天然氣中的氮。故意在母三葉草形狀的孔的孔徑中引入不對稱導致形狀不規則,阻止四面體甲烷的運輸,同時允許線性氮滲透。Zr-fum67-mes33-fcu-MOF膜在高達50 bar的實際壓力下表現出創紀錄的氮/甲烷選擇性和氮滲透率,從天然氣中去除二氧化碳和氮。
技術經濟分析表明,與低溫蒸餾和基於胺基的二氧化碳捕獲相比,這種膜有可能將除氮的甲烷淨化成本降低約66%,同時去除二氧化碳和氮氣降低約73%。

鏈接


https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe0192
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04763-5
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