Angew. Chem. ：金属有机框架脱水诱导簇固结用于筛分己烷异构体

金属有机框架（MOF）中的单晶到单晶（SCSC）转变是一种有趣的固态相变现象。这种相变行为由外部刺激（热、光或客体分子）引发并伴随结构的明显变化，例如通道的收缩和扩张，或者通道的打开和关闭，因此在分离领域具有巨大的潜力。然而，设计和合成可预见结构转变的MOF仍然是一个重大的挑战，更不用说通过这种行为来控制框架结构以实现特定应用的需求。

己烷异构体的分离在石油化工行业中至关重要。一方面，直链和单支链的己烷异构体是用于生产乙烯的优质原料，而双支链己烷的存在会导致较低的乙烯收率。另一方面，支化程度越高的己烷具有更高的辛烷值（RON），因此双支链己烷异构体被广泛用于生产高质量的汽油。然而，由于己烷异构体间的分子尺寸高度相似且表面惰性，使得该分离过程具有挑战性。

近日，暨南大学化学与材料学院陆伟刚/李丹教授团队报道了一种新型的MOF材料（JNU-80），能够实现在大孔相（JNU-80-LP）和窄孔相（JNU-80-NP）之间发生可逆的SCSC结构转变。JNU-80-LP受热脱水诱导簇固结，导致JNU-80-NP沿c轴方向的一维通道收缩，从而表现出对单支链和双支链己烷的完全分离。

JNU-80-NP因其合适的孔径几乎不吸附2，2-二甲基丁烷（22DMB），而对正己烷（nHEX）和2-甲基戊烷（2MP）表现出高吸附性。与先前报道的基准材料相比，JNU-80-NP的nHEX/22DMB和2MP/22DMB吸附比相当或更高。此外，DFT计算也证实了JNU-80-NP对己烷异构体的尺寸筛分机理。

为了实际应用考虑，研究人员制备了MOF聚合物复合材料（JNU-80-NP-block），并探究了其在室温下从22DMB/2MP/nHEX（v：v：v = 98：1：1）三元混合物中一步纯化22DMB的能力。研究表明，JNU-80-NP-block可以高效地移除己烷混合物中的nHEX和2MP，通过简单的液相吸附即可获得高纯度的22DMB。在连续十次液相吸附循环中，22DMB的纯度均可达99.5%，回收率接近90%。

综上，该工作报道了一例具有动态相变行为的锌基MOF，该MOF通过脱水诱导的簇固结导致通道收缩，成功实现了对单支链/双支链己烷异构体的筛分。这项工作强调了动态固态相变在具有挑战性的分离过程中的重要性，为开发具有动态行为的MOF及其在非热驱动分离技术中的应用提供了新思路。

论文信息

Dehydration-Induced Cluster Consolidation in a Metal-Organic Framework for Sieving Hexane Isomers

Zhi-Jie Jiang, Ying Wang, Prof. Dong Luo, Prof. Rong-Jia Wei, Prof. Weigang Lu, Prof. Dan Li

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202403209