丙烷/丙烯分离是石化工业中最具挑战性和最耗能但最重要的任务之一。

近日，太原理工大学Libo Li，福建师范大学Zhangjing Zhang，德克萨斯大学圣安东尼奥分校陈邦林教授开发了一种稳定的氢键有机骨架（HOF-FJU-1）用于从二元C₃H₆/C₃H₈和甚至七组分CH₄/C₂H₄/C₂H₆/C₃H₆/C₃H₈/CO₂/H₂混合物中高效分离丙烯。

文章要点

1）研究人员通过在N，N′-二甲基甲酰胺的热饱和溶液中结晶3，3′6，6′-四氰基-9，9′-二咔唑，获得了高质量的HOF-FJU-1单晶。

2）研究发现，HOF-FJU-1中的温度可控扩散通道使多孔材料能够完全排除丙烷，从而在节能操作条件下实现高性能的丙烯纯化。

3）单晶结构分析表明，HOF-FJU-1的合适孔径可以通过多重分子间相互作用精确地容纳丙烯分子，在333 K表现出616的非常高的丙烯/丙烷选择性。丙烯的纯度大于99.5%和333 K时从二元C₃H₆/C₃H₈ (50/50)混合物分离时，30.2 L kg⁻¹的高产率。

4）通过在353 K下的C3H6/C2H4的后续柱分离，HOF-FJU-1不仅可以从七组分CH₄/C₂H₄/C₂H₆/C₃H₆/C₃H₈/CO₂/H₂（31/10/25/10/10/1/13）裂解气体混合物中容易地收集高纯度丙烯（99.5%）而且可以收集乙烯（98.3%）。

HOF-FJU-1在工业丙烯分离过程中的巨大潜力进一步证实了这种多孔材料在不同环境下的高稳定性以及直接的可加工性和再生可行性。

参考文献

Yang Chen, et al, Ultramicroporous Hydrogen-Bonded Organic Framework Materialwith a Thermoregulatory Gating Effect for Record Propylene Separation, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c06585

https://doi.org/10.1021/jacs.2c06585