摘要：2025年1月13日，浙江大学杨启炜研究员、柯天在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Efficient continuous SF6/N2 separation using low-cost and robust metal-or

物理吸附是低温蒸馏的一种有前途的替代方案，用于捕获最强的温室气体SF6，但现有的吸附剂在解决各种化学和工程问题方面面临挑战。

2025年1月13日，浙江大学杨启炜研究员、柯天在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Efficient continuous SF6/N2 separation using low-cost and robust metal-organic frameworks composites》的研究论文，Jinjian Li、Yuting Chen为论文共同第一作者，杨启炜研究员、柯天为论文共同通讯作者。

杨启炜，浙江大学化学工程与生物工程学院百人计划研究员，教育部青年长江学者，浙江省杰青。1982年生，2005年和2010年在浙江大学获得学士和博士学位，随后留校从事博士后研究，2013年至今留校工作，历任助理研究员、副研究员、特聘研究员、百人计划研究员。期间曾前往美国麻省理工学院作访问学者。

杨启炜研究员主要从事化工分离技术与等离子体化工技术的研究工作，以离子液体、热等离子体、离子杂化材料等非常规反应/分离介质为主线，挑战传统过程的效率局限，建立清洁、高效的反应/分离新方法并实现工业化应用。他在Science、Angew. Chem.Int. Ed.、Adv. Mat.、Chem. Soc. Rev.、AIChE J.等期刊发表SCI论文100余篇，获授权发明专利60余项。

在此，通过对孔内化学和工业工艺设计的深入了解，作者报告了一项系统研究，该研究构建了两种低成本复合颗粒（Al(fum)@2%HPC 和 Al(fum)@5%Kaolin）以及创新的两级真空变温吸附（VTSA）工艺，用于从N2中超高效回收低浓度 SF6。

在温和再生条件下的固定床吸附-解吸实验中，实现了创纪录的高选择性 (> 2×104)和SF6动态容量 (~2.7 mmol/g)，同时具有出色的SF6生产率 (~ 58.7 L/kg)、产率 (~96.8%) 和可回收性 (~1000次循环)。

2D固态NMR/原位FTIR、DFT-D结合/扩散模拟分析揭示了SF6在通道内的多位点结合模式和超快扩散。

所提出的VTSA工艺成功满足了环境保护和电力设备运行的双重严格要求：SF6回收率为99.91%，SF6纯度/工作容量为99.91%/2.1 mmol/g，明显优于工业上使用的吸附剂沸石13X，低温蒸馏的能耗仅为18.7%。

图1：Al(fum)的晶体结构及其粉末和颗粒样品的表征

图2：Al(fum)、Al(fum)@2%HPC 和Al(fum)@5%Kaolin的气体吸附分离性能

图3：SF6和N2在Al(fum)上的分子级吸附和扩散机制

图4：模拟的温度真空变温吸附过程结果

综上，作者通过深入分析孔内化学和工业工艺设计，系统地构建了两种低成本复合颗粒（Al(fum)@2%HPC和Al(fum)@5%Kaolin），并结合创新的两级真空变温吸附（VTSA）工艺，实现了从氮气中高效回收低浓度六氟化硫（SF6）。

这项研究不仅显著提高了SF6的回收率和纯度，满足了严格的环境保护标准，还大幅降低了能耗，具有显著的环境和能源双重效益，为从实验室研究到实际应用的MOF基吸附技术提供了参考，展示了强大的工业化潜力，特别是在气体分离和环境保护领域。

未来，该研究在电力行业和其他工业领域都具有广泛的应用潜力。

Li, J., Chen, Y., Ke, T.et al. Efficient continuous SF6/N2 separation using low-cost and robust metal-organic frameworks composites. Nat Commun16, 632 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56031-5

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