近日，浙师大生化学院张袁斌课题组和浙江大学邢华斌课题组合作，在国际顶级综合性化学期刊Angewandte Chemie International Edition上在线发表论文“Interpenetration symmetry control within ultramicroporous robust boron cluster hybrid MOFs for benchmark purification of acetylene from carbon dioxide”。
在工业上，结构和物化性质相近的化合物的分离具有重要意义也面临巨大挑战。在甲烷氧化偶联制乙炔的过程中，二氧化碳是不可避免的杂质。乙炔和二氧化碳分子具有相近的沸点（189.3 K vs 194.7 K），传统的精馏分离需要大量能耗，而溶剂吸收则会带来二次污染。物理吸附具有能耗低、操作简单等优点，但乙炔和二氧化碳分子具有相同的动力学直径（3.3 Å）和相近的极性，传统吸附材料很难实现乙炔/二氧化碳的高容量高选择性分离。
通过孔径和穿插方式的精准调控，报道了首例具有对称穿插方式的硼簇阴离子柱撑多孔框架材料ZNU-1 （ZNU = Zhejiang Normal University，即浙江师范大学）。比起之前报道的BSF-4，其对乙炔的吸附容量和吸附强度大大增强，乙炔/二氧化碳的IAST选择性从9.8上升到56.6。该分离选择性也是目前报告过的不含开放金属位点的刚性材料中最高的。其实际分离性能得到了动态穿透曲线的证实，动态分离选择性约为49。通过控制再生条件对样品进行分步活化可以得到2.4 mol/kg的纯度为99.5%的乙炔。DFT计算证明ZNU-1非凡的选择性主要来自于ZNU-1和乙炔的“2+2”的协同双氢键作用。
浙江师范大学教师汪玲瑶博士和2020级硕士研究生孙婉琪是论文共同第一作者，“双龙学者”特聘教授张袁斌为通讯作者，浙江师范大学为该论文第一完成单位和通讯单位。邢华斌（共同通讯）课题组的博士后胡建波提供了DFT计算支持。硕士研究生姜芸佳、许诺参与了部分工作，阿姆斯特丹大学的Krishna教授在选择性计算和穿透模拟上提供了帮助，何亚兵教授提出了指导性意见，王冬梅副教授和段金贵教授（南工大）提供了设备支持。
编辑：赵菡婧
