C₂H₂/CO₂的分离是一个重要的工业过程，但由于其相似的物理性质和相同的动力学分子尺寸，使其面临着吸附容量和选择性之间的权衡。

近日，浙江师范大学Yuanbin Zhang，浙江大学邢华斌报道了第一例对称互穿的超分子金属有机骨架（BSF）材料，命名为ZNU-1（ZNU=浙江师范大学），其组成为CuB₁₂H₁₂(dpe)₂（dpe=1,2-di(4-pyridyl)ethylene）。

文章要点

1）研究人员通过单晶衍射分析确定了ZNU-1的结构。

2）气体吸附研究表明，ZNU-1对CO₂具有高容量（76.3 cm³ g^-1）和高选择性(56.6)的C₂H₂选择性吸附。值得注意的是，54 kJ/mol的C₂H₂吸附热（Q_st）不是很高，这使得吸附剂的再生和吸附的C₂H₂的回收变得容易。值得注意的是，ZNU-1首次实现了大C₂H₂容量(>70cm3g-1)、高C₂H₂/CO₂选择性（>50）和适度Q_st（<60kJ/mol）的组合。

3）研究人员通过等摩尔二元混合物的穿透实验，进一步证明了ZNU-1对C₂H₂/CO₂混合气体的高效分离。在解吸过程中，采用分步吹扫/真空摆动工艺，可从分离塔中回收2.9 mol/kg纯度为98%的C₂H₂或2.4 mol/kg（>99.5%）的纯度C₂H₂。

4）模拟研究表明，ZNU-1对C₂H₂/CO₂的高乙炔容量和基准选择性归因于独特的对称互穿作用，这为C₂H₂提供了合适的孔化学和大小，并提供了理想的“2+2”双氢键相互作用位点来紧密捕获C₂H₂。

参考文献

Lingyao Wang, et al, Interpenetration symmetry control within ultramicroporous robust boron cluster hybrid MOFs for benchmark purification of acetylene from carbon dioxide, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202107963

https://doi.org/10.1002/anie.202107963