丙烯和丙烷的吸附分離為傳統低溫蒸餾技術提供了一種節能的替代方案。然而，由于這些氣體的尺寸和物理性質相似，開發具有高平衡和動力學選擇性的多孔吸附劑仍然極具挑戰性。
在此，浙江大學Fuqiang Chen，Zongbi Bao報道了一種配體外消旋策略，在 MOF 中構建準離散孔，以協同增強熱力學和動力學分離性能。
文章要點
1）研究人員使用對映體純L-蘋果酸與外消旋DL-蘋果酸作為配體，提供了具有對比一維通道（L-mal-MOF）和通過小窗口連接的準離散腔（DL-mal-MOF）的等網狀鎳基MOF。
2）DLmal-MOF 中的周期性孔收縮顯著增加了丙烯和丙烷之間擴散速率和結合能的差異。 DL-mal-MOF 在 0.05 bar 和 298 K 下表現出 1.82 mmol/g 的出色丙烯吸收量，以及 62.6 的超高平衡動力學組合選擇性。
3）DFT 計算和 MD 模擬提供了對丙烯優先吸附和擴散的協同機制的見解。突破性的色譜柱實驗證明，在 DL-mal-MOF 上，丙烯相對于丙烷具有出色的分離效果和高純度回收率。強大的穩定性和易于再生凸顯了其在丙烯純化應用中的潛力。
參考文獻
Xinlei Huang, et al, Quasi-Discrete Pore Engineering via Ligand Racemization in Metal?Organic Frameworks for Thermodynamic?Kinetic Synergistic Separation of Propylene and Propane, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c10495
https://doi.org/10.1021/jacs.3c10495
