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高纯芳香烃和环烷烃作为重要的基础原料在工业生产领域消耗量巨大,但其分离过程往往伴随着较高的能耗以及高的碳排放。在碳中和政策的背景下,开发新型的高效吸附剂,发展低碳排放的分离技术,实现芳香烃与环烷烃混合物节能、经济、高效分离具有重要意义。目前,基于物理吸附的分离技术是替代传统高能耗分离工艺的最佳方法。而新型高效吸附剂的研发则是吸附分离技术的核心。
近日,中科院福建物质结构研究所吴明燕研究员团队设计合成了一例纯粹通过分子间π-π相互作用构筑的多孔有机分子晶体材料。通过分子间长程π-π堆积作用,该材料具有独特的疏水性胶囊状一维纳米孔道,且具有良好的热和酸碱稳定性、结构柔性和可再生性,对芳香烃化合物如苯和甲苯具有高选择性的吸附能力,而对环烷烃化合物如环己烷和甲基环己烷则几乎不吸附。其可以作为一类新型的气相色谱固定相,实现对苯/环己烷和甲苯/甲基环己烷混合物的高效分离。通过采用简单的填充法即可制备高效填充柱,柱长可缩短至数十厘米。该方法较已有报道的制备工艺复杂、柱长数十米的毛细管色谱柱方法有较大改进。 此外,单晶X射线衍射分析精确地揭示了胶囊状孔道结构与芳香烃分子的选择性吸附作用。客体分子通过与孔道壁上的大共轭芳环形成多重C-H…π相互作用被牢固锁定在孔道中。该工作开发了一种新的多孔分子晶体并用于芳香烃与环烷烃混合物的分离,为晶态多孔有机分子框架材料的设计合成以及在高效吸附和绿色分离领域的应用提供了新思路。 论文信息 A Noncovalent π-Stacked Porous Organic Molecular Framework for Selective Separation of Aromatics and Cyclic Aliphatics Cheng Chen, Haiyan Guan, Hengbo Li, Yunzhe Zhou, Yougui Huang, Wei Wei, Maochun Hong, Mingyan Wu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202201646


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