具有开放金属位点(OMSs)的金属有机框架(MOFs)会与不饱和烃(例如C2H4)形成π络合物而对其会有优先吸附。但是,在潮湿条件下,MOFs吸附能力和选择性可能会降低,因为OMSs在水蒸气存在下很容易中毒。亲水性较低的C2H6选择性吸附剂不仅可以有效地降低湿度对分离能力的影响,还可以直接从C2H6/C2H4混合物中分离出高纯度C2H4。近日,暨南大学李丹,陆伟刚等报道了一个具有罕见的xae拓扑结构以及C2H6选择性的MOFs(JNU-2)。该MOFs的笼状腔通过孔径直径约为3.7Å的开口相互连接,该直径在C2H4和C2H6分子的动力学直径范围内。分子模型研究表明,孔径上的四个氧原子通过多个CH···O氢键优先与C2H6相互作用,从而使JNU-2具有增强的C2H6选择性。实验结果表明,与其它表现最佳的C2H6选择性MOFs相比,JNU-2不仅吸收了更多的量的C2H6,而且即使在潮湿条件下,也显示出出色的分离能力,此外,由于其适中的吸附焓,其可以容易地在室温下再生。该工作为通过设计MOFs来平衡C2H6的吸附能力和选择性提供了参考。
Heng Zeng, Xiao-Jing Xie, Weigang Lu, Dan Li*, et al. A Cage-Interconnected Metal-Organic Framework with Tailored Apertures for Efficient C2H6/C2H4 Separation under Humid Conditions. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b10923