固态核磁共振用于探测气体选择性吸收动力学
科学家设计了一种多孔材料,是有选择性的对其他气体和二氧化碳气体的运动,因为它决定通过晶体扩散。他们发现二氧化碳旅行像螺钉通过材料的螺旋形通道,类似分子的速度穿越跨膜通道。
许多多孔材料吸收二氧化碳和其他气体,如氮和甲烷。然而,实现从混合物中选择性吸收气体仍然是一个挑战。现在,合作皮耶罗Sozzani和Angiolina ComottiMilano-Bicocca大学、意大利和邓本从吉林大学,中国着手创建一个二氧化碳分子材料与偏爱。
研究人员利用二氧化碳是四极;氧原子带部分负电荷,碳原子部分正电荷。“我们的想法是收费的蛀牙材料捕获二氧化碳,“Sozzani解释道。为了达到这个目标,该团队使用高度紧张的前体来创建一个多孔有机盐。他们的反应与线性organodiamidiniums四面体organotetrasulfonates形成分子三维结构材料。有趣的是,正电和负电区域被安排为双螺旋结构的指控,导致静电带电气体扩散通过渠道。
在气体捕获实验中,该组织发现,二氧化碳的材料是高度选择性最高的二氧化碳/氮选择性显示日期在多孔分子材料。这种选择性的结果来自于舒适的一维毛孔和补充静电学的通道。通道的尺寸相当具体的二氧化碳分子,“Sozzani评论。
意想不到的转变
科学家们利用固态核磁共振光谱与分子模拟了解二氧化碳扩散通过材料。他们透露,二氧化碳与通道的墙上的一个收费的网站,在扭曲和跳跃到下一个站点。的渠道是完全适合二氧化碳,二氧化碳也可以转移内部渠道从一个站点到另一个,“Sozzani说。运动是一种螺旋沿着这指控的螺旋状分布;这对我们来说是非常激动人心的!”
研究小组发现,拧紧动力学通过通道发生在每秒一百万步,行为,让人联想起生物通道的跨膜运输。迈克Zaworotko专家在晶体工程大学的利默里克,爱尔兰,同意这是一个有效的比较。一般的经验法则是,孔隙大小越窄,越慢动力学;事实并非如此,”Zaworotko说。的材料有两个非常有趣的特性:高选择性对其他有关气体和二氧化碳快速动力学。绝大多数的多孔材料具有两种属性。
莱恩·巴伯专家在Stellenbosch大学的多孔材料,南非,印象深刻,研究者确定二氧化碳扩散的机制。他们已经能够建立在非常高的二氧化碳的选择性裁剪的静电学通道兼容二氧化碳,”他说。这是一个很好的演示如何把固态核磁共振描述与动态模拟。
“分子多孔材料,说得好听点,本次尽管他们首先研究至少早在1969年,“Zaworotko补充道。这工作和近期其他工作在不同分子多孔材料表明,等材料是新兴的一个重要的和不同阶级的多孔材料。
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