近日,浙江师范大学生化学院张袁斌课题组在丙炔/丙烯吸附分离领域取得新进展,相关成果以“Comprehensive Pore Tuning in an Ultrastable Fluorinated Anion Cross-Linked Cage-Like MOF for Simultaneous Benchmark Propyne Recovery and Propylene Purification”为题在线发表在国际顶级综合性化学期刊Angewandte Chemie International Edition上。Angewandte Chemie International Edition是当前国际化学领域最具影响力的综合性刊物之一,期刊最新影响因子为15.336。

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。丙烯是重要的化工基础原料,可用于生产聚丙烯等重要材料,丙烯的生产过程中需要对丙炔进行深度分离,通常采用催化加氢工艺实现,但面临催化剂成本高、寿命短以及过度加氢问题。当需要回收丙炔时,则主要采用溶剂吸收,但面临污染和选择性低的问题。
本课题组设计合成了一种新型的六氟钛酸阴离子柱撑的金属有机骨架材料ZNU-2(ZNU = Zhejiang Normal University),其具有高度的化学和热稳定性,对丙炔具有极高的吸附容量,丙炔/丙烯选择性高于大部分多孔材料,但吸附热却不高,从而可以使材料在较温和的条件下再生。通过理论计算发现,丙炔在ZNU-2上具有两种显著的吸附位点:小孔腔是丙炔分子的单分子吸附阱,实现丙炔的高选择性吸附;大孔腔具有协同吸附位点,实现丙炔的大容量存储。
浙江师范大学2020级硕士研究生姜芸佳是论文第一作者,浙江大学胡建波博士、浙江师范大学汪玲瑶博士是共同第一作者。“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唯一通讯单位。浙江师范大学硕士研究生孙婉琪、许诺参与了部分工作,阿姆斯特丹大学Krishna教授在选择性计算和穿透模拟上提供了帮助,浙江大学邢华斌教授、Duttwyler教授和崔希利研究员对我们的工作提出了指导性意见。
编辑:赵菡婧

