乙炔在工业上是一种重要的化学中间体。然而，其易爆性和不可压缩性使乙炔的运输和储存成为难题。目前常规的高压溶解储存法不仅昂贵，并且纯度也不高。使用孔状材料吸附乙炔来实现乙炔的存储被视为一种高效可行的方案。金属有机框架（MOF）材料便是这样一种多孔、低密度的材料。其比表面积高，同时也拥有极佳的可调性和可修饰性。
在设计MOF时，MOF配体上可以引入如羟基、氨基、吡啶基等基团，这些基团常常会影响气体吸附的性质。乙炔自身拥有富电子的碳-碳三键官能团，易于与吸电子基团相结合。作者按照该思路设计并合成了硝基修饰的MFM-102材料（MFM-102-NO2），并且与不进行修饰、亚乙基修饰（MFM-111）、氨基修饰（MFM-102-NH2）的MFM-102进行对比，修饰后的MOF与MFM-102拥有同样的拓扑结构。由于修饰基团的原因，修饰后的MOF要比原来的MOF比表面积低。但是，硝基修饰的MFM-102在较小的比表面积下对乙炔的吸附量却高于其他MOF。就乙炔吸附量而言，在当前已知材料中属于极高水平。作者将MOF对于甲烷与乙炔的吸附曲线进行对比，可以看出硝基修饰的MFM-102确实与乙炔存在相互作用。
为了进一步研究硝基与乙炔之间的相互作用，该课题组利用原位中子散射（NPD）以及原位非弹性中子散射（INS）对吸附氘代乙炔的材料进行表征。原位中子散射表明，乙炔共吸附在六个不同的位置，其中除了较为常规的I、II位点以外，其余四个位点的炔基氢均与硝基的氧形成氢键。此外，由于硝基的吸电子特性，芳基氢也会与碳-碳三键的π电子云存在一定强度的相互作用。不同位置的乙炔也会形成氢键，使硝基修饰的MFM-102吸附的乙炔有序排列。原位非弹性中子散射也证明了硝基与乙炔的相互作用，说明硝基的引入确实对乙炔的吸附具有积极的作用。
该论文作者为：Thien D. Duong, Sergey A. Sapchenko, Ivan da Silva, Harry G. W. Godfrey, Yongqiang Cheng, Luke L. Daemen, Pascal Manuel, Anibal J. Ramirez-Cuesta, Sihai Yang and Martin Schröder
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Optimal Binding of Acetylene to a Nitro-Decorated Metal–Organic Framework
J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 16006, DOI: 10.1021/jacs.8b08504
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