从三个C2烃类化合物中提纯C2H4是非常关键的步骤,但是因为C2H6和C2H2的性质非常类似,因此这个过程非常困难。通过超分子相互作用稳定的氢键有机框架材料目前成为一类新型气体分离吸附材料。但是由于C2H2/C2H4的选择性较低,因此如何从C2H2/C2H4/C2H6中一步提纯C2H4仍是个挑战。
有鉴于此,中国科学院福建物质结构研究所吴明燕等报道一种微孔HOF材料,HOF-TDCPB,这种材料的孔表面分布密集的氧原子和芳环,从而提供了有利于C2H6和C2H2的环境。
本文要点
(1)
动态穿透实验结果发现HOF-TDCPB不仅在两种C2混合物的分离中得到高纯度的C2H4,而且首次从C2H2/C2H4/C2H6三类混合物一步纯化C2H4,一个穿透循环后生成C2H4的产量达到3.2 L/kg,纯度达到>99.999 %。
(2)
HOF-TDCPB在空气、有机溶剂、水中都表现优异的稳定性,甚至在高湿度环境都表现优异性能。理论计算结果显示孔内的多个O原子位点能够形成C2H2的结合位点,增强整体上的相互作用。
参考文献
Zhenyu Ji, Qing Li, Yunzhe Zhou, Rajamani Krishna, Maochun Hong, Mingyan Wu, Synergistic C2H2 Binding Sites in Hydrogen-Bonded Supramolecular Framework for One-step C2H4 Purification from Ternary C2 Mixture, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202411175
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202411175