在一种稳定的刚性-柔性金属有机框架（MOF）中，通过乙炔触发门控开启行为实现高效的C2H2/CO2分离

《Advanced Materials》：Acetylene-Triggered Gate-Opening Behavior in a Stable Rigid-Flexible MOF for Efficient C2H2/CO2 Separation

首创双穿插金属有机框架材料，通过刚性链与柔性结构的协同作用，实现乙炔与二氧化碳的选择性分离。动态孔隙调控（PLD 3.09→3.34 ?）增强分子筛效应，强酸稳定性达一个月，为工业纯乙炔制备提供新方案。

　　

摘要

高纯度乙炔（C₂H₂）在化工行业中至关重要。然而，通过碳化钙工艺制备的C₂H₂中含有微量的CO₂杂质，因此需要进行纯化。由于C₂H₂和CO₂的分子尺寸相近（分别为3.3 × 3.3 × 5.7 ?³和3.2 × 3.3 × 5.4 ?³），实现有效分离仍然是一个挑战。本研究首次在一种超稳定的金属-有机框架（MOF）中实现了高效的C₂H₂/CO₂分离，该框架具有刚柔结合的结构特点，其中包含了一种前所未有的[Zn₄N₉]_n链。这种刚性分子链确保了框架的稳定性，即使在强酸性环境中浸泡一个月后结构也能保持不变。框架的双重互穿结构赋予了其可控的灵活性，在C₂H₂吸附时能够触发响应性门控开启现象。这种动态结构变化显著调节了孔隙环境，孔径限制直径（PLD）从3.09 ?增大到3.34 ?。精确调控的孔径使得该材料具有卓越的分子筛选能力，能够选择性地让C₂H₂通过，同时有效阻挡CO₂分子（因为两者的动力学直径不同）。通过对气体吸附等温线、理论计算、突破性实验以及稳定性评估的综合分析，证实了这种互穿框架的结构稳健性和选择性分离效果。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。