一种拟议的低能替代方案是通过多孔吸附剂分离，以替代通过能源密集型低温蒸馏从烯烃中分离烷烃。不幸的是，大多数吸附剂优先吸收所需的高价值主要成分烯烃，需要频繁再生。对少量烷烃具有逆选择性的吸附剂将能够直接生产纯化的试剂级烯烃，从而大大降低全球能源消耗。然而，此类材料极其罕见，特别是对于丙烷/丙烯分离。
在这里，科罗拉多矿业学院C. Michael McGuirk通过自适应和自发的孔径和形状适应来优化弱非共价相互作用的整体，结构响应金属有机框架CdIF-13（(sod−Cd(benzimidazolate)2）对丙烷表现出相对于丙烯的逆选择性在工业相关温度、压力和混合物条件下创纪录的分离性能。
文章要点
1）粉末同步加速器 X 射线衍射测量与第一原理计算相结合，产生了原子尺度的洞察力，并揭示了吸附物特异性孔适应的诱导拟合机制以及配体和吸附物之间的整体相互作用。
2）动态柱突破测量证实，CdIF-13 在不同比例的混合组分条件下显示出选择性，在 298 K 和 1 bar 下，在 95:5 丙烯:丙烷下测得的选择性因子为 α ≈ 3 的记录。当使用低成本刚性吸附剂进行测序时，我们证明了在环境条件下直接纯化丙烯。
这种结合的原子级结构表征和性能测试牢固地确定了柔性材料如何能够实现前所未有的分离因子。
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Ryan A. Klein, et al, Adaptive Pore Opening to Form Tailored Adsorption Sites in a Cooperatively Flexible Framework Enables Record Inverse Propane/Propylene Separation, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c06754
https://doi.org/10.1021/jacs.3c06754
