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臺大工學院簡訊

學術成果

許丞勛、Yu, H.-Y.、Lee, H.J.、Wu, P.-H.、Huang, S.-J.、Lee, J.S.*、余慈顏*、李奕霈*、康敦彥*:Fast Water Transport in UTSA-280 via a Knock-off Mechanism, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, 39, e202309874.
  • 發布單位:工學院

  水和其他小分子經常在金屬有機骨架(metal-organic framework, MOF)中進行配位。這些配位分子可能會主動參與質量傳遞,與傳輸分子一起擴散,但在MOF領域這種現象尚未被探討。在本研究中,我們探討了UTSA-280中獨特的水傳輸機制,其中外界進入的水分子可以取代配位的水分子進行質量傳遞,我們將此過程稱為knock-off機制。UTSA-280的孔道為一維通道,但knock-off機制使水能夠沿著其他兩軸移動,形成pseodu-3D的質量傳遞。即使孔徑相對較窄, knock-off機制也使UTSA-280薄膜膜中的水通量提高,使其在滲透蒸發應用中具有良好的水/乙醇擴散選擇性。為了驗證這一獨特的水傳輸機制,我們利用D2O的吸附進行了1H和2H固態核磁共振光譜,從光譜中直接觀測到knock-off的現象。我們也利用密度泛函理論的模擬計算了knock-off傳輸的位能圖,模擬結果顯示, knock-off transport比direct hopping的能量障礙略低,代表knock-off傳輸機制很可能在這個1D孔道的MOF中發生。(化工系康敦彥教授提供)