三峡大学李东升团队: 新型笼状阴离子杂化MOF实现C₂H₂/C₂H₄/C₂H₆中乙烯一步纯化

本文介绍了三峡大学李东升团队在气体分离领域的研究成果。背景方面，乙炔(C₂H₂)、乙烯(C₂H₄)和乙烷(C₂H₆)作为重要化工原料，其物理性质高度相似，传统分离方法能耗高、过程复杂，开发高效节能的吸附分离材料成为研究热点。研究目的旨在设计一种新型阴离子柱撑金属有机框架(MOF)，在不显著增加吸附热的前提下，实现对C₂H₂和C₂H₆的同步识别，从而一步纯化C₂H₄。研究结论表明，团队成功构建了新型MOF材料CTGU-45，其独特的低极性笼状孔道结构通过SiF₆²⁻阴离子柱撑和TIB配体协同作用，利用C–H···F氢键选择性识别C₂H₂，并通过C–H···π和C–H···N相互作用吸附C₂H₆。实验结果显示，CTGU-45在298 K、101 kPa下对C₂H₂吸附量达2.83 mmol/g，在三元混合物动态穿透实验中可一步获得聚合级C₂H₄(≥99.95%)，产率高达9.57 L/kg，且材料稳定性好、再生能耗低，可在实验室规模下放大合成，具有良好应用潜力。