由于 C2H2 與 CO2 和 C2H4 具有相似的物理和化學性質,因此在石化工業中將 C2H2 與 CO2 和 C2H4 分離非常重要,但也極具挑戰性。
在此,福建理工大學Lei Zhang,中山大學Cheng-Xia Chen,北德克薩斯大學馬勝前教授基于網狀化學,通過縮小吡啶和羧酸官能化連接體的尺寸并引入氟化物和硫酸鹽橋接鈷簇,完成了籠狀混合配體MFOF-1的孔納米空間工程策略。
文章要點
1)與原型MFOF-1相比,具有相同拓撲結構的FJUT-1由于籠腔尺寸減小、孔表面功能化和適當的孔體積而顯著提高了C2H2吸附能力和選擇性C2H2分離性能。
2)氟化物和硫酸鹽橋接立方烷型四核鈷簇的引入,使FJUT-1在惡劣條件下具有優異的化學穩定性,同時提供多個潛在的C2H2結合位點,從而為實際的C2H2分離應用提供了足夠的能力,這一動態穿透證實了這一點在干燥和潮濕條件下進行實驗。
3)理論計算表明了獨特的結合機制,其中涉及CH·O、C·H·F和其他范德華力的多重超分子相互作用在選擇性C2H2分離中發揮著關鍵作用。
參考文獻
Lei Zhang, et al, Isoreticular Contraction of Cage-like Metal?Organic Frameworks with Optimized Pore Space for Enhanced C2H2/CO2 and C2H2/C2H4 Separations, J. Am. Chem. Soc., 2024
https://doi.org/10.1021/jacs.3c12032