丙炔/丙烯（C₃H₄/C₃H₆）分离是生产聚合级C₃H₆和回收高纯度C₃H₄的重要而具有挑战性的工业过程。

近日，浙江师范大学张袁斌教授报道了一种史无前例的超稳定含氟阴离子交联笼状金属-有机骨架（MOF，ZNU-2)，通过综合调节孔径、形状和官能度，可以同时回收基准C₃H₄和提纯C₃H₆。首次实现了大C₃H₄容量（在0.01/1.0 bar和298 K时为3.9/7.7 mmol/g）、高C₃H₄/C₃H₆选择性（12.5~16.2）、低吸附焓（43.0 kJ/mol）和超高稳定性的组合。

文章要点

1）通过各种条件下的穿透实验，证实了ZNU-2对C₃H₄/C₃H₆混合气体的有效分离，并具有良好的回收性能。由10/90和1/99的C₃H₄/C₃H₆混合物可分别生产25.5 mol/kg和42.0 mol/kg的纯度>99.996%的C₃H₆。对于50/50C₃H₄/C₃H₆混合物，用阶梯解吸法可回收纯度为99%的C₃H₄ 达4.1 mol/kg。

2）模拟研究表明，C₃H₄的高效吸附是ZNU-2通过协同单C₃H₄分子陷阱和增强C₃H₄吸附结合位点来实现。

这项工作证明了在多孔材料中进行综合孔隙调节以构建多个协同功能位点用于气体分离和储存的重要性。

参考文献

Yunjia Jiang, et al, Comprehensive Pore Tuning in an Ultrastable Fluorinated Anion Cross-Linked Cage-Like MOF for Simultaneous Benchmark Propyne Recovery and Propylene Purification, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202200947

https://doi.org/10.1002/anie.202200947