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金屬-有機(jī)框架（MOF）因其可編程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和可調(diào)控的孔道環(huán)境已成為創(chuàng)制新型吸附劑材料的理想平臺(tái)，但同時(shí)也存在潮濕環(huán)境中穩(wěn)定性不佳和吸附效率下降等問(wèn)題。對(duì)于吸附劑的穩(wěn)定性，不僅要求材料在潮濕環(huán)境中能保持其結(jié)構(gòu)完整度和孔隙率，更重要的是能耐受水氣脫附過(guò)程中毛細(xì)張力對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞。而造成吸附劑效率下降的一個(gè)重要原因是水氣與目標(biāo)氣體分子的競(jìng)爭(zhēng)吸附。特別是在高濕度條件下，當(dāng)孔隙中填充大量水分子后，材料可能完全喪失原本的吸附分離性能。以上問(wèn)題在煙氣脫硫應(yīng)用中顯得尤為突出。一是，酸性SO₂氣體具有腐蝕性，與水氣混合后，對(duì)MOF框架的穩(wěn)定性提出了更高要求；二是，工業(yè)煙氣中僅存有微量SO₂(500-3000 ppm)，但包含大量水氣。因此，水氣競(jìng)爭(zhēng)吸附將嚴(yán)重削弱吸附劑的SO₂去除效果，并對(duì)后續(xù)煙氣處理(如：CO₂脫除)造成影響。此外，煙氣中存在的水氣對(duì)管道具有一定的腐蝕性，不利于氣體傳輸。

近日，南開(kāi)大學(xué)許健教授團(tuán)隊(duì)基于三蝶烯六酸（H₆PET）配體和九核釔簇（Y₉）構(gòu)建了一例具有alb拓?fù)涞母哌B接MOF（NKU-201-Y），可用于煙氣深度脫硫和高效除濕。該材料在SO₂和水氣的吸附-脫附循環(huán)實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，滿足煙氣脫硫吸附劑的必要條件。值得注意的是，該MOF具有典型的“S型”水吸附行為，室溫時(shí)在50% RH以下表現(xiàn)為疏水性，而在60% RH以上展現(xiàn)出較高的水吸附容量（0.56 g g^-1）。

在298 K和1 bar條件下，該MOF的SO₂吸附量可達(dá)12.1 mmol g^-1，并對(duì)煙氣中其他氣體組分表現(xiàn)出高吸附容量比和選擇性。穿透實(shí)驗(yàn)證實(shí)該MOF可從干燥煙氣中捕獲微量SO₂(3000 ppm)，并能在相對(duì)溫和條件（70 °C）下實(shí)現(xiàn)高純度SO₂的有效回收。

令人意外的是，該材料的SO₂脫除性能幾乎不受濕度變化的影響，在低濕度到高濕度（0%-70% RH）的循環(huán)穿透測(cè)試中表現(xiàn)出極佳的穩(wěn)定性和不變的SO₂穿透時(shí)間及動(dòng)態(tài)吸附量。同時(shí)，水氣的穿透時(shí)間和吸附量亦不受SO₂的影響。原位脫附實(shí)驗(yàn)表明，在穿透過(guò)程中，SO₂與水氣存在共吸附行為，且水氣吸附量與單組分動(dòng)力學(xué)吸附曲線一致。

單晶X射線衍射結(jié)果表明，在該MOF中，SO₂和水氣具有各自的吸附域，且二者之間相互隔離。因此，一維限域孔道中填充的水團(tuán)簇和形成的氫鍵網(wǎng)絡(luò)并不妨礙SO₂在孔籠中的富集。