1,3- 丁二烯是生产合成橡胶以及树脂(工程塑料、尼龙66单体等)的重要基础化工原料。所以丁二烯在精细化学品生产中有很多用处1,3- 丁二烯用于下游产业制造之前,必须先经过分离纯化,得到99.5%以上的纯度。。
而新型的多孔MOF材料用于气体分离过程的机制一般基于客体分子尺寸,形状,极性,极化率以及配位能力等特性的差别,多孔材料可以对混合物中各组分产生差异性吸附。但是,现有多孔材料对重要工业混合物的吸附选择性偏低,仍难以在温和条件下进行高效的分离纯化。
近日,中山大学陈小明院士和张杰鹏教授领导的团队在《Science》上 道了题为“Controlling guest conformation for efficient purification of butadiene”的研究成果。该 道了一种新型的Zn-MOF结构材料,该材料能容纳1,3-丁二烯的顺式异构构象物质。而其他相似结构的丁烷或丁烯物质,却不能很好的与该MOF结合。该团队实现了在温和条件下,使的1,3-丁二烯的选择性达到99.5%从而能够高效纯化。
图 1 不同柔性客体分子的不同吸附机制。
该团队将主要焦点放在待分离分子的柔性(flexibility)特征上。1,3-丁二烯,1,-丁烯和丁烷都会有相应的顺式和反式的结构变化。但是只有1,3-丁二烯在转变成介稳顺式结构是,会产生了一个较大的能量差。
图 2 不同MOF材料中C4混合气体穿透曲线
图 3 Zn-BTM单组份气体吸附性质。
Fig. 4 单晶X射线确定的主-客体结构。
论 链接:http://science.sciencemag.org/content/356/6343/1193
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