作者:郭国聪等 来源:《德国应用化学》 发布时间:2021/6/15 15:23:45
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光诱导电子转移型MOF用于选择性吸附二氧化碳纯化乙炔

 

2021年6月10日,科院福建物质结构研究所郭国聪课题组在《德国应用化学》杂志上发表了一篇新研究,题为“Photoinduced Electron-Transfer (PIET) Strategy for Selective Adsorption of CO2 over C2H2 in the MOF”,他们设计了一种光诱导电子转移的策略,以紫精衍生物和含氧的芳香酸为配体,构建了一个具有静电梯度的多孔材料用于选择性吸附二氧化碳。

乙炔是广泛应用于各种精细化学品和电子材料的前体。由于二氧化碳和乙炔的分子尺寸、物化性质非常相似,从乙炔产品中分离出二氧化碳杂质是乙炔生产中的一个重要课题。多孔材料的选择性吸附分离是一种很有前景的技术,可以替代目前非常昂贵和消耗能源的方法,但由于缺乏有效的设计策略,实现较高的CO2/C2H2吸收比和较小的C2H2吸附仍然是一个巨大的挑战。

首先,内盐形式的紫精其本身固有的静电梯度有利于选择性吸附二氧化碳。光诱导电子转移后生成的自由基π对二氧化碳π分子具有很强的亲和力,利于增大二氧化碳的吸附。其次,引入具有较大给电子能力的含氧羧酸配体,光致变色过程中电子从含氧羧酸配体转移到紫精衍生物,保存了材料的静电梯度,防止降低二氧化碳的吸附。同时,乙炔容易和氧原子形成H–CC–H…O氢键作用,含氧羧酸配体失去电子后,这种氢键作用会减弱从而减少乙炔的吸附。

最终,这种光诱导电子转移策略构建的多孔材料实现了较高的CO2/C2H2吸附比和较小的C2H2吸附。在273 K,1 bar条件下,变色前CO2/C2H2吸附比为5.0,变色后,CO2/C2H2吸附比提高到7.1,是迄今发现的第二高值,这些发现将促进新一代乙炔生产分离技术的发展,为设计和合成高效气体吸附分离多孔材料提供启发。(来源:科学网)

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202105491

 
 
 
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