乙炔(C2H2)是合成工业最重要的基础原料之一,通常用来制造合成纤维/橡胶、乙酸、苯等化学产品。在制备C2H2原料的过程中不可避免地会伴生大量二氧化碳(CO2)气体杂质,因而在生产下游产品之前需要对C2H2原料气体进行纯化处理。由于两者的分子尺寸、沸点、相对挥发度等理化指标极为相似,导致C2H2/CO2混合物分离面临众多挑战。基于多孔材料,尤其是金属有机框架材料(MOFs)的吸附分离技术正逐渐成为气体纯化领域的研究热点,并有望实现绿色、高效、经济的C2H2纯化目标。本文报道了一种新型的可大规模制备的微孔铜基MOF吸附剂(BUT-316-a),并以此为依据提出了“局域分子阱”概念,为构建更加高效的多孔吸附材料提供了一种可行的策略,相关研究结果发表在Chemical Engineering Journal, 2024, 482, 149115。

静态吸附和动态穿透实验均证实BUT-316-a可以高效分离C2H2/CO2混合气,其中C2H2和CO2分子分别以“side-on”和“head-on”模式被局域分子阱结构所捕获。BUT-316-a由工业易得的廉价小分子配体构筑,其材料成本约为~$ 45.9/每公斤。此外,该吸附剂能在实验室条件下通过改变进料比例实现放大制备,具有较好的工业化应用前景。