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使用金屬有機骨架(MOF)進行吸附性C₂H₂/C₂H₄分離已成為一種很有前途的技術，可用于從C₂H₄（乙烯）中去除C₂H₂（乙炔）雜質(1%)。這些材料的實際應用涉及分離性能的優化以及可擴展和綠色生產方案的開發。

在此，北京工業大學Jian-Rong Li報道了MOFCu(OH)INA（INA：異煙酸鹽）中的高效C₂H₂/C₂H₄分離，它通過對C₂H₂的高親和力在0.01 bar下實現了創紀錄的351 mg cm^-3的C₂H₂堆積密度。

文章要點

1）DFT（密度泛函理論）計算揭示了通過孔隙限制和孔壁中的氧位點的協同結合機制。結合位點的弱堿性導致吸附熱(Q_st)相對較低，約為36kJ/mol，這有利于材料再生和熱管理。

2）此外，研究人員還開發了一種可擴展且環境友好的合成方案，無需使用任何調節劑，時空產量高達544 kg m^-3 day^-1。該材料還表現出多個循環的持久分離性能，在暴露于水或空氣中三個月后仍能保持其功效。

參考文獻

Xin Zhang, et al, Achieving Record C2H2 Packing Density for Highly Efficient C2H2/C2H4 Separation with a Metal-Organic Framework Prepared by a Scalable  Synthesis in Water, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202411744

DOI: 10.1002/anie.202411744

https://doi.org/10.1002/anie.202411744