消除C₂H₂气体中的CO₂是得到高纯度C₂H₂的关键工业过程，但是目前此类分离过程中的挑战在于在吸附量和选择性之间进行平衡，特别是考虑到CO₂和C₂H₂分子具有类似的物理性质和分子大小。

有鉴于此，罗格斯大学李静、北得克萨斯大学马胜前等报道一种通过多孔材料（三种同构的MOF：MIL-160, CAU-10H, CAU-23）中的表面上构建氢键纳米陷阱，这种新型策略能够有效的将C₂H₂/CO₂混合物之间分离。

本文要点：

（1）

在对三种MOF材料的分离性能考察过程中，发现MIL-160具有丰富的氢键受体纳米陷阱，因此实现了选择性捕获乙炔分子，在温和条件中实现了非常高的乙炔吸附能力（191 cm³ g^-1, 或213 cm³ g^-1），同时CO₂的吸附能力较弱（90 cm³ g^-1）。MIL-160的乙炔分子吸附能力比其他两种等构MOF的性能更高：CAU-10H和CAU-23的乙炔吸附量分别为86 cm³ g^-1和119 cm³ g^-1。

（2）

通过实验和计算模拟进行气体吸附研究，发现MIL-160结构展示了优异的C₂H₂/CO₂等量分离性能，乙炔分子的产量达到6.8 mol/kg，分离势Δq_break = 5.02 mol/kg。

（3）

通过原位FTIR表征、计算建模，进一步验证通过纳米陷阱和C₂H₂分子之间的多重氢键作用是实现超高的乙炔分子存储、C₂H₂/CO₂分离选择性的原因。本文研究结果为难度较高的乙炔分离提供了一种新型有效的手段。

参考文献

Yingxiang Ye, Shikai Xian, Hui Cui, Kui Tan, Lingshan Gong, Bin Liang, Tony Pham, Haardik Pandey, Rajamani Krishna, Pui Ching Lan, Katherine A. Forrest, Brian Space, Timo Thonhauser, Jing Li*, and Shengqian Ma*, Metal–Organic Framework Based Hydrogen-Bonding Nanotrap for Efficient Acetylene Storage and Separation, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c10620

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c10620