MOF扭曲的孔道诱导CO2和C2H2混合物的三维受限筛分分离(英文)

作者：朱合金; 薛文娟; 黄宏亮^*; 蒋泽峰; 郑铭泽; 仲崇立^*

来源：Science Bulletin, 2023, 68(21): 2531-2535.

CO2/C2H2的分子筛分分离是一种理想的工业中提纯C2H2的方式,但由于其分子截面积几乎相同,传统的二维受限筛分机制不适用CO2/C2H2筛分分离,因此CO2/C2H2的分子筛分分离被认为是不切实际的.本文通过在MOF中构建扭曲的孔道,提出了三维受限的筛分策略,并用于实现CO2/C2H2的分子筛分分离.作为概念验证实验,Cu-Trz MOF表现出高效的CO2吸附和对C2H2的尺寸排斥吸附.穿透实验进一步证实了Cu-Trz能够成功分离CO2/C2H2混合物.密度泛函理论(DFT)计算表明,分子尺寸较长的C2H2在扭曲的孔道中受到较强的三维限制,而较短的CO2分子则容易通过孔道.该工作不仅报道了一种用于CO2/C2H2分离的分子筛分MOF,而且提供了一种分离具有相似横截面积的线性分子的新方法.