郭国聪课题组Angew：光诱导电子转移型MOF用于选择性吸附二氧化碳纯化乙炔- 大数跨境

首页

郭国聪课题组Angew：光诱导电子转移型MOF用于选择性吸附二氧化碳纯化乙炔

科学材料站

2021-06-18

导读：本文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。

研究背景

乙炔是一种广泛应用于各种精细化工和电子材料的前驱。由于二氧化碳和乙炔的分子尺寸和物化性质相似，因此从乙炔产品中分离二氧化碳杂质是乙炔生产中的一项重要课题。

多孔材料的选择性吸附分离是一项很有前景的技术，可以替代目前非常昂贵且耗能的方法。然而，由于缺乏有效的设计策略，实现更高的CO2/C2H2吸收比和较小的C2H2吸附仍然是一个很大的挑战。

文章简介

基于此，中科院福建物质结构研究所的郭国聪课题组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。

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。光致电子转移产生的自由基 π 对二氧化碳 π 分子具有很强的亲和力，有利于增加对二氧化碳的吸附。

其次，引入了具有较大给电子能力的含氧羧酸配体。在光致变色过程中，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以防止二氧化碳吸附减少。同时，乙炔容易与氧原子形成H–CC–HO氢键。当含氧羧酸配体失去电子时，氢键会减弱，降低乙炔的吸附。

最后，通过这种光致电子转移策略构建的多孔材料实现了更高的 CO2/C2H2 吸附比和更小的 C2H2 吸附。在 273 K 和 1 bar 下，CO2 / C2H2 吸附比在变色前为 5.0，变色后吸附比提高到为 7.1，这是迄今为止发现的第二高值。这些发现将推动新一代乙炔生产与分离技术的发展，为气体吸附与分离的高效多孔材料的设计与合成提供启示。

论文信息

Photoinduced Electron-Transfer (PIET) Strategy for Selective Adsorption of CO2 over C2H2 in the MOF

Li-Zhen Cai, Zi-Zhu Yao, Shu-Juan Lin, Ming-Sheng Wang, Guo-Cong Guo

Angewandte Chemie International Edition

https://doi.org/10.1002/anie.202105491