Angew：多重连锁实现MOF孔内隔板增强C2H2分离

Angew：多重连锁实现MOF孔内隔板增强C2H2分离

将乙炔（C2H2）从CO2和乙烯（C2H4）中高效率的分离对于石油化工工业而言是个巨大挑战，这是因为乙炔、CO2、乙烯分子具有类似的物理化学性质。孔空间内的隔板PDP（Pore space partition）能够减低孔的尺寸并且增加课题结合位点的密度，因此是能够增强气体吸附容量的技术。           

有鉴于此，西北大学杨国平教授、三峡大学李东升教授等报道首次利用2D→3D多锁链（polycatenation）策略构筑PSP MOF材料Ni-dcpp-bpy，安装功能性的N/O位点增强对C2H2的提纯。           

本文要点：

1）这种多重连锁骨架结构具有优化的孔径和规整度，相比于传统PSP MOF显著改善，解决了C2H2吸附的关键矛盾，C2H2吸附量达到98.5cm3 g-1（298K, 100kPa），改善了C2H2/CO2选择性（3.4）、C2H2/C2H4选择性（5.9）、C2H2/CH4选择性（96.4）。穿透实验测试的结果验证了二元/三元气体混合物中能够得到高纯度的C2H4（>99.9%）和高C2H2产量。Ni-dcpp-bpy具有优异的水稳定性、规模化能力、再生性，在分离C2H2/CO2过程中能够循环20次。         

2）理论计算结果验证表明，对C2H2的强结合力来自Ni-dcpp-bpy和C2H2客体分子之间的C-H…O/N相互作用。这种多重连锁策略不仅改善了工业提纯C2H2的效率，而且丰富了MOF在气体分离的设计。

参考文献

Zhen-Hua Guo, Xue-Qian Wu, Ya-Pan Wu, Dong-Sheng Li, Guoping Yang, Yao-Yu Wang, A Scalable Pore-Space-Partitioned Metal-Organic Framework Powered by Polycatenation Strategy for Efficient Acetylene Purification, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202421992    

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202421992

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