多孔金属有机骨架彻底改变了氢同位素纯化

来自 实验室仪器网

根据《化学科学》杂志发表的一项研究，作为氢同位素 1,2,3H 研究培训小组的一部分，来自莱比锡大学和德累斯顿工业大学的团队在有效和经济地提供同位素方面取得了重大进展。在自然界中，氢可以以三种不同的形式存在：氕、氘或氚。

氢是最轻的元素，因其作为能源转型中的可持续资源的潜力而备受追捧。国际研究团队向实现室温低成本分离氢同位素的目标迈出了重要一步。

氕，又称氢-1，是最常见的氢。氘，又称重氢，正变得越来越重要，特别是在开发更稳定、更有效的药物方面。核聚变是未来的可持续能源，由氘和氚的混合物提供动力，被称为“超重”氢。

由于这些同位素的物理性质非常相似，氢研究面临的一个挑战是如何高效且经济地生产出高纯度的同位素。目前使用的同位素分离方法非常耗能且效率低下。

多孔固体的自由金属中心上存在的一种同位素非常有利于吸附，而吸附正是分离机制的基础。吸附是气体或液体中的原子、离子或分子附着在固体表面（通常是多孔的）的过程。

现在，通过更深入地了解框架环境对结合选择性的影响，1,2,3 H研究培训小组的博士研究员Elvira Dongmo、Shabnam Haque和Florian Kreuter（均隶属于由Thomas Heine教授（德累斯顿工业大学）、Knut Asmis教授和Ralf Tonner-Zech教授（均来自莱比锡大学）领导的研究小组之一）获得了进展。

研究团队开发的多孔金属有机骨架材料，具有高度可调的孔结构和化学性质，使其在分离氢同位素方面表现出色。实验表明，这种新型材料能够在较短时间内实现高纯度的氘分离，大幅度降低了能耗和成本。

这一技术的成功应用不仅为氢能的储存和运输提供了更高效的解决方案，还可能推动核聚变研究的进程，助力清洁能源的未来发展。

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