化学学报 ›› 2024, Vol. 82 ›› Issue (1): 62-74.DOI: 10.6023/A23080392 上一篇 下一篇
综述
林航青a, 马若茹a, 江怡蓝a, 许木榕a, 林洋彭a,b,*(), 杜克钊a,*(
)
投稿日期:
2023-08-27
发布日期:
2023-10-31
作者简介:
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林航青, 就读于福建师范大学化学与材料学院, 2020级应用化学专业本科生. |
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马若茹, 就读于福建师范大学化学与材料学院, 2020级应用化学专业本科生. |
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江怡蓝, 就读于福建师范大学化学与材料学院, 2020级应用化学专业本科生. |
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许木榕, 就读于福建师范大学化学与材料学院, 2022级化学教育专业本科生. |
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林洋彭(1995-), 2023年6月于福建师范大学获得理学博士学位, 同年10月入职厦门市环境科学研究院, 主要研究方向为金属卤化物的设计及应用研究. 至今以第一作者身份在J. Phys. Chem. Lett., Chem. Eng. J., Energy Environ. Mater.等期刊发表6篇SCI论文, 以合作者身份在Angew. Chem. Int. Ed., Nano Lett., Adv. Funct. Mater.等期刊发表15篇SCI论文, 授权中国发明专利两项. |
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杜克钊, 2013年博士毕业于中国科学院大学福建物质结构研究所, 相继在新加坡南洋理工大学和美国杜克大学开展博士后研究, 于2018年入职福建师范大学, 主要研究金属卤化物晶态材料的构效关系, 已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等国际期刊上发表SCI论文90篇左右, 授权专利3项, h-index 29. 主持(含结题)国家基金三项, 获“闽江学者”特聘教授和福建省杰青项目等省部级项目资助. |
基金资助:
Hangqing Lina, Ruoru Maa, Yilan Jianga, Murong Xua, Yangpeng Lina,b(), Kezhao Dua(
)
Received:
2023-08-27
Published:
2023-10-31
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卤素单质氟(F2)、氯(Cl2)、溴(Br2)和碘(I2), 在化学工业中发挥重要作用. 但是由于F2、Cl2和Br2的毒性、腐蚀性和挥发性使得它们的安全储存和运输形成了严峻的挑战, 而将这些卤素单质进行吸附预固化可以有效提高它们使用的安全性. 理想的卤素单质预固化材料须满足多种性能要求, 如对卤素单质的稳定性、选择性、吸脱附可逆性和可加工性等, 这给预固化材料的设计和合成带来了很大的挑战. 目前为止, Cl2和Br2的预固化材料已经有不少报道(F2暂时还未有), 对这类材料进行总结和回顾, 有助于为后续的材料优化和设计提供参考. 然而, 截至本文撰写之前, 还未有人对Cl2和Br2预固化材料的研究做过综述报道. 因此, 通过本文综述了多孔有机聚合物(POPs)、金属有机框架(MOFs)、多孔有机笼(POCs)以及金属卤化物等在Cl2和Br2吸附预固化上的研究现状, 从材料结构和性能的角度详细讨论了不同材料在卤素单质预固化上的机理和构效关系, 旨在为卤素单质预固化材料的后续研究提供有益的借鉴, 最终开发出有实际应用前景的卤素单质预固化材料, 从而提高卤素单质实际应用的安全性, 降低卤素单质泄露的风险, 对环境保护和实现相关工业的可持续发展具有重要意义.
林航青, 马若茹, 江怡蓝, 许木榕, 林洋彭, 杜克钊. 用于卤素捕获的材料研究进展[J]. 化学学报, 2024, 82(1): 62-74.
Hangqing Lin, Ruoru Ma, Yilan Jiang, Murong Xu, Yangpeng Lin, Kezhao Du. Research Progress of Materials Used for Elemental Halogen Capture[J]. Acta Chimica Sinica, 2024, 82(1): 62-74.
吸附 单质 | 材料类别 | 材料名称 | 分解 温度/℃ | 释放卤素 温度/℃ | 最大捕获量/ (g•g-1) | 释放 效率/% | 储存方式 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Cl2 | MOF | Co2Cl2X2BTDD | 400 | 275 | 0.140a | ≈80 | 化学储存 | [ |
MHP | Cs2PbCl6 | 300 | 300 | 0.111a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Rb2PbCl6 | 350 | 350 | 0.136a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | (NH4)2PbCl6 | 320 | 320 | 0.190a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Cs4Sb2Cl12 | 240 | 240 | 0.0627a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
Br2 | MOF | Co2Cl2X2BTDD | 400 | 195 | 0.260a | ≈80 | 化学储存 | [ |
FMOF | PCN-605-H | N.A.b | 室温 | 4.2 | ≈20 | 物理储存 | [ | |
FMOF | PCN606-OMe | N.A. | 室温 | 3.7 | ≈20 | 物理储存 | [ | |
FMOF | PCN-700 | N.A. | 室温 | 2.6 | ≈20 | 物理储存 | [ | |
POP | C4P-POP | 295 | N.A. | 3.6 | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Cs2PdBr6 | 340 | 340 | 0.232a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Cs4Sb2Br12 | 265 | 265 | 0.103a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Rb4Sb2Br12 | 225 | 225 | 0.115a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
多卤晶体 | CsBr3 | 181 | 181 | 0.751a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
多卤晶体 | Et4NBr3 | N.A. | N.A. | N.A. | 0 | 化学储存 | [ | |
多卤晶体 | Bu4NBr3 | N.A. | N.A. | N.A. | 0 | 化学储存 | [ | |
POC | CC3-R | N.A. | >100~200 | 1.761a | >70 | 化学储存 | [ | |
POC | FT-RCC3 | N.A. | N.A. | 1.860a | <10 | 化学储存 | [ | |
树脂聚合物 | RF NPs | N.A. | N.A. | 7.441 | 0 | 化学储存 | [ |
吸附 单质 | 材料类别 | 材料名称 | 分解 温度/℃ | 释放卤素 温度/℃ | 最大捕获量/ (g•g-1) | 释放 效率/% | 储存方式 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Cl2 | MOF | Co2Cl2X2BTDD | 400 | 275 | 0.140a | ≈80 | 化学储存 | [ |
MHP | Cs2PbCl6 | 300 | 300 | 0.111a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Rb2PbCl6 | 350 | 350 | 0.136a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | (NH4)2PbCl6 | 320 | 320 | 0.190a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Cs4Sb2Cl12 | 240 | 240 | 0.0627a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
Br2 | MOF | Co2Cl2X2BTDD | 400 | 195 | 0.260a | ≈80 | 化学储存 | [ |
FMOF | PCN-605-H | N.A.b | 室温 | 4.2 | ≈20 | 物理储存 | [ | |
FMOF | PCN606-OMe | N.A. | 室温 | 3.7 | ≈20 | 物理储存 | [ | |
FMOF | PCN-700 | N.A. | 室温 | 2.6 | ≈20 | 物理储存 | [ | |
POP | C4P-POP | 295 | N.A. | 3.6 | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Cs2PdBr6 | 340 | 340 | 0.232a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Cs4Sb2Br12 | 265 | 265 | 0.103a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
MHP | Rb4Sb2Br12 | 225 | 225 | 0.115a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
多卤晶体 | CsBr3 | 181 | 181 | 0.751a | ≈100 | 化学储存 | [ | |
多卤晶体 | Et4NBr3 | N.A. | N.A. | N.A. | 0 | 化学储存 | [ | |
多卤晶体 | Bu4NBr3 | N.A. | N.A. | N.A. | 0 | 化学储存 | [ | |
POC | CC3-R | N.A. | >100~200 | 1.761a | >70 | 化学储存 | [ | |
POC | FT-RCC3 | N.A. | N.A. | 1.860a | <10 | 化学储存 | [ | |
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