2021年首发+独立完成，今天的Nature格外耀眼。

青塔获悉，7月21日，暨南大学超分子配位化学研究所卢伟刚教授、李丹教授以“正交阵列动态分子筛分丙烯/丙烷混合物”为题。在 Nature 上发表研究论文。

这是暨南大学今年发表的第一篇Nature文章，也是化学领域的又一重大突破。它是第一个通过正交阵列动态分子筛筛分的金属有机骨架（MOF）材料-JNU-3a，可分离纯度高达99.5%的丙烯，最大产能可达53.5 L公斤-1。

如何应对丙烯分离提纯的挑战？

丙烯（C3H6）是生产许多化工产品的重要原料。丙烯的纯度对于聚丙烯的合成非常重要。去除少量丙烷是其纯化过程中的关键步骤。

然而，目前还没有关于可以完全从丙烷中提取丙烯的吸附材料的报道。丙烯和丙烷难以分离的原因有两个：1）两者具有紧密的三维结构和物理性质； 2）缺乏0.2-1的调整精度？调整孔径在 3 到 5 之间的方法？ （该范围更适用于丙烯/丙烷分离工艺）。

动态分子筛更好

刚性窄孔分子筛材料是一种理想的吸附材料，通过吸附C2H2可以表现出近乎完美的C2H2/C2H4选择性。然而，正交阵列动态分子筛分（图 1）将是更好的设计 - 高选择性和快速动力学可以实现。

图1. MOF系统中刚性和动态分子筛机理示意图

不幸的是，到目前为止，在MOF框架中合理设计动态分子筛分的局部灵活性仍然非常困难和具有挑战性。

首个高纯度正交阵列动态分子筛材料

为了解决上述问题，卢伟刚教授和李丹教授团队设计了第一个具有动态分子筛的案例。口袋和一维扩散通道。 MOF材料---JNU-3a（图2，JNU代表暨南大学）。

图2？ JNU-3a的晶体结构

图3？ JNU-3a分子口袋的动态切换

实验结果表明：

JNU-3a可广泛应用于高纯度C3H6（≥99.5%）单次吸附分离-等摩尔C3H6/C3H8混合物在一定流速范围内的解吸循环，最大生产率为53.5 L kg-1。

此外，在类似条件下，与两种性能最好的材料相比，它可以实现更高的生产率和至少一个数量级的扩散动力学。

▲图4？ JNU-3a对丙烯的高选择性和分离收率

这些优异的分离特性归因于潜在的分离机制，即正交阵列动态分子筛-能够实现大分离容量和快速吸附-解吸动力学，这两者都将有助于吸附分离转化中的能量。

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