1,3-丁二烯是重要的化工原料，主要用于制造合成橡膠、合成樹脂和尼龍等材料。1,3-丁二烯主要來源于石化工業生產的C4類碳氫混合物：30-60% C4H6，10-20% n-C4H8，10-30% i-C4H8以及3-10% C4H10。
在1,3-丁二烯（C4H6）用于下游產業制造之前，必須先經過分離純化，得到99.5%以上的純度。問題在于：
1）由于以上C4類碳氫混合物物理化學性質非常接近，目前的分離純化主要采用萃取蒸餾等技術，消耗大量能源和溶劑，非常不利于目前節能和環保的可持續發展主題。
2）C4H6在分離過程中不斷升高的溫度下容易發生聚合，這也是一個重大挑戰。
圖1. MOF選擇性分離丙烯和乙炔示意圖
MOF由于其尺寸可調的多孔結構和內部可控的孔道環境，非常適合于分離不同分子尺寸、形狀、極性和配位能力的氣體混合物。然而，由于C4類碳氫混合物分子尺寸、形狀和性能都非常接近，MOF選擇性分離純化C4類碳氫混合物也并不容易。即便是對MOF進行修飾，來提高對C4H6的選擇性吸附，還是需要通過加熱脫附回用，往往會導致C4H6提前聚合；且多次循環吸-脫附會極大地增加能耗。
獨辟蹊徑！有鑒于此，中山大學張杰鵬教授團隊通過對客體分子的柔性控制策略，實現了在室溫和大氣壓力下對1,3-丁二烯的高選擇性分離純化，純度達到99.5%以上！
圖2. 對客體分子的柔性控制策略
C4H6, n-C4H8以及 C4H10分子都具有柔性，沿中心C-C鍵自由旋轉；反式構象穩定，順式構象呈亞穩態。然而，只有C4H6需要巨大的能量損失來適應亞穩態構型，因為這種構型破壞了C4H6相鄰π鍵的平面鏈接。
考慮到分子的順/反式構型在長度和厚度方面的形狀區別，研究人員選擇了一種兼具連續通道和獨立腔體孔結構的親水型MOF材料[Zn2(btm)2]，可以引起客體分子的構象變化，并弱化1,3-丁二烯的吸附作用，實現對1,3-丁二烯的優先分離提純。
圖3. 不同MOF材料中C4混合氣體穿透曲線
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