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使用低能耗技術實現高效的C₂H₄/C₂H₆分離對于化學工業至關重要，但由于缺乏工業上適用的吸附劑，這仍然是一個具有挑戰性的問題。基于Cu(I)的吸附劑顯示出巨大的潛力；然而，傳統的合成方法通常涉及復雜的步驟或還原過程。

有鑒于此，吉林大學于吉紅院士、Wenfu Yan教授等首次報道以環棱胺（cyclam）作為Cu(II)配體的一鍋法合成的Cu@SAPO?RHO沸石。在環境條件下，通過乙烯預處理，該沸石表現出顯著的C₂H₄/C₂H₆選擇性（高達22.6），乙烯的吸附量為3.08 mmol/g，分離因子為9.4，使其性能達到了性能最佳的分子篩材料范圍之內。

本文要點：

（1）

乙烯預處理能夠將部分Cu(II)還原為Cu(I)，提高了分離效率，并且在預處理過程中通過形成碳物種增強了其抗水性。使用里Rietveld refinement結構分析表明，Cu²⁺占據橢圓形單八元環（s8r）的角位置。XANES分析證實了銅的氧化態的降低，而X射線光電子能譜（XPS）則進一步證實了Cu(II)部分轉化為Cu(I)。周期性DFT計算進一步表明，Cu(I)與C₂H₄的相互作用比二價銅Cu(II)更強。

（2）

由于合成方法簡單，并且通過乙烯預處理提高了性能，Cu@SAPO?RHO分子篩為工業規模的乙烯/乙烷分離提供了一種前景廣闊的解決方案。

參考文獻

Jihong Yu, Ruobing Bai, Nana Yan, Guangyuan He, Yingchun Ye, Risheng Bai, Dan Li, Peng Guo, Donghai Mei, Wenfu Yan, Ethylene Pretreatment Enhances Ethylene Adsorption and Separation over Cu@SAPO-RHO Zeolite, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202501053

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202501053