Angew. Chem. ：全面调节MOF孔性质实现基准丙炔/丙烯分离

丙烯是仅次于乙烯的全球第二大有机化工原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等化学品。在石脑油裂解或烃类分馏生产丙烯的过程中，丙炔作为杂质不可避免。丙炔的存在会使得丙烯聚合所需催化剂中毒。目前，去除丙炔的主要技术是贵金属催化加氢，该技术通常存在催化剂成本高、寿命短、效率低、可能过度加氢造成二次污染等缺点。相比之下，物理吸附具有环保和能耗低等优点，但由于二者结构与物理性质相似，传统吸附材料很难实现丙炔/丙烯的高容量高选择性分离。

近日，浙江师范大学“双龙学者”特聘教授张袁斌博士及其合作者，通过全面调节孔性质（作用位点、孔径、孔形状），制备了一种超稳定的TiF62-阴离子交联的金属有机框架材料ZNU-2（ZNU=Zhejiang Normal University）。与以往报道过的离子杂化多孔材料相比，ZNU-2这种笼状孔与狭窄通道相结合的结构能够提供更大的孔容和更丰富的作用位点以实现基准丙炔回收和丙烯纯化。

ZNU-2具有高度的热、空气、水、酸、碱稳定性。与其他具有出色分离性能的MOFs材料相比，ZNU-2具有极高的低压丙炔吸附量（3.9 mmol/g，0.01 bar）；在分离10/90丙炔/丙烯时，ZNU-2的分离潜力（31 mol/kg）是最好的。其实际分离性能通过动态穿透实验得到了证实。DFT计算证明，丙炔分子在ZNU-2中有两个吸附位点，位点Ⅰ位于狭窄的通道之中，通过三个F原子与丙炔分子作用，由于通道狭小，位点Ⅰ可看作是丙炔分子的单分子捕获笼；位点Ⅱ位于笼状孔内，通过两个F原子与丙炔分子作用，另外笼内吸附的丙炔分子之间也会存在协同作用，促进丙炔分子的进一步吸附。

论文信息

Comprehensive Pore Tuning in an Ultrastable Fluorinated Anion Cross-Linked Cage-Like MOF for Simultaneous Benchmark Propyne Recovery and Propylene Purification。

Yunjia Jiang, Dr. Jianbo Hu, Dr. Lingyao Wang, Wanqi Sun, Nuo Xu, Prof. Rajamani Krishna, Prof. Simon Duttwyler, Prof. Xili Cui, Prof. Huabin Xing, Prof. Yuanbin Zhang

文章的第一作者为浙江师范大学2020级硕士研究生姜芸佳、浙江大学博士后胡建波以及浙江师范大学青年教师汪玲瑶。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202200947