從三個C2烴類化合物中提純C2H4是非常關鍵的步驟,但是因為C2H6和C2H2的性質非常類似,因此這個過程非常困難。通過超分子相互作用穩定的氫鍵有機框架材料目前成為一類新型氣體分離吸附材料。但是由于C2H2/C2H4的選擇性較低,因此如何從C2H2/C2H4/C2H6中一步提純C2H4仍是個挑戰。
有鑒于此,中國科學院福建物質結構研究所吳明燕等報道一種微孔HOF材料,HOF-TDCPB,這種材料的孔表面分布密集的氧原子和芳環,從而提供了有利于C2H6和C2H2的環境。
本文要點
(1)
動態穿透實驗結果發現HOF-TDCPB不僅在兩種C2混合物的分離中得到高純度的C2H4,而且首次從C2H2/C2H4/C2H6三類混合物一步純化C2H4,一個穿透循環后生成C2H4的產量達到3.2 L/kg,純度達到>99.999 %。
(2)
HOF-TDCPB在空氣、有機溶劑、水中都表現優異的穩定性,甚至在高濕度環境都表現優異性能。理論計算結果顯示孔內的多個O原子位點能夠形成C2H2的結合位點,增強整體上的相互作用。
參考文獻
Zhenyu Ji, Qing Li, Yunzhe Zhou, Rajamani Krishna, Maochun Hong, Mingyan Wu, Synergistic C2H2 Binding Sites in Hydrogen-Bonded Supramolecular Framework for One-step C2H4 Purification from Ternary C2 Mixture, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202411175
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202411175