高纯度或浓缩纯度的氧气用于许多行业，主要是从空气的低温蒸馏中生产出来的，这是一个极其耗资和能源的过程。人们对O₂选择性空气分离的新方法的开发非常感兴趣，包括使用具有配位不饱和金属中心的金属−有机骨架，该骨架可以通过电子转移选择性地将O₂结合在N₂上。然而，这些材料中的大多数只有在低温下才表现出可察觉和/或可逆的吸氧能力，并且它们的开放金属中心也是空气中存在的水的潜在的强结合部位。

在这里，加州大学伯克利分校Jeffrey R. Long研究了Cu^I-MFU-4L(Cu_xZn_5−xCl_4−x(btdd)₃；h2btdd=bis(1H-1，2，3-triazo[4，5-b]，[4‘，5’-i])二苯并[1，4‘]二恶英)骨架，它在室温下与O₂可逆结合。

文章要点

1）研究人员为该材料开发了一种优化的合成方法，以获得高密度的三角锥体CuI位，并且表明，即使在水存在的情况下，这种材料也可以在25 °C下可逆地从空气中捕获O₂。

2）当暴露在100%相对湿度的空气中时，Cu^I-MFU-4L在动态突破条件下的重复循环过程中保持恒定的氧气容量。虽然这种材料同时吸附氮气，但氧气和氮气脱附动力学的差异允许在相对温和的再生条件下分离出高纯度的氧气(>99%)。

3）光谱、磁学和计算分析表明，O₂与铜(I)位结合形成铜(II)−超氧化物部分，呈现温度相关的侧向和端向结合模式。

总体而言，这些结果表明，即使没有除湿，Cu^I-MFU-4L也是一种很有前途的从环境空气中分离氧气的材料。

参考文献

Kurtis M. Carsch, et al, Selective Adsorption of Oxygen from Humid Air in a Metal−Organic Framework with Trigonal Pyramidal Copper(I) Sites, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c10753

https://doi.org/10.1021/jacs.3c10753