含有微孔金属的氢键有机框架，具有可与基准值相媲美的C2H2储存密度，适用于高效的C2H2/C2H4和C2H2/CO2分离

氢键框架材料高效捕获分离乙炔与二氧化碳乙烯

　　

摘要

使用高效吸附技术和多功能多孔材料从工业上重要的气体混合物中分离C₂H₂仍然是一个重要的但具有挑战性的问题。在这里，我们报道了使用含有金属的氢键有机框架（M–HOFs）高效分离C₂H₂/CO₂和C₂H₂/C₂H₄混合物的方法。这些框架具有由高密度且非配位的羧基团修饰的微孔通道。单晶X射线衍射分析表明，每个自由羧基团都能通过氢键捕获一个C₂H₂分子。这使得M–HOFs具有出色的C₂H₂捕获能力，达到了396.0 mg cm^?3的存储密度基准值，同时对C₂H₄（选择性为420–97）和CO₂（选择性为188–53）表现出显著的选择性。突破性实验证实，M–HOFs可以高效分离二元气体混合物，在C₂H₂/C₂H₄（1/99）的分离中实现了高达137.4 mol kg^{?1的C₂H₄产率，并且在C₂H₂/CO₂（50/50）的分离中获得了17的出色分离因子。结合其优异的化学稳定性，这些M–HOFs在实际应用中显示出巨大的潜力。}

图形摘要

新型含有金属的氢键有机框架对C₂H₂的捕获效率极高，与羧基团的最大化学计量比为1:1，仅在1 kPa的压力下就实现了396.0 mg cm^?3的创纪录存储密度。由于它们在分离C₂H₂与C₂H₄和CO₂方面具有显著的选择性，以及优异的化学稳定性，这些微孔材料成为实际应用中的有希望的候选材料。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。