張傑鵬教授團隊：多孔分子晶體對丁烷異構體的類分子篩分離

丁烷和異丁烷都有廣泛的用途，但分離丁烷異構體非常耗能。基于多孔材料的吸附是一種節能的分離方法，其中分子篩效應最簡單高效，但孔徑尺寸難以調控。框架柔性可能是一種實現分子篩分離效應的新策略，但其效果和原理存在很大争議。另一方面，共價鍵和配位鍵的強度和方向性對維持多孔材料的多孔性至關重要。相比而言，基于氫鍵或其他弱作用的分子晶體缺乏剛性和設計性，很少體現出多孔性，更難以用于吸附分離。

  近日，太阳集团1088vip張傑鵬教授團隊設計合成了一例基于氫鍵連接的多孔分子晶體。該材料不但具有很高的水穩定性和pH穩定性（pH 2-13），還具有同類材料中罕見的高疏水性，其水接觸角高達134o。更重要的是，在單組份的動力學吸附和等溫線的測試中，該材料表現出理想的丁烷/異丁烷分子篩效應。不過，定量吸附穿透實驗表明，盡管實測吸附選擇性高達23，丁烷的吸附導緻了微量異丁烷的共吸附。計算機模拟和原位X-射線單晶/粉末衍射表明，客體吸附脫附過程伴随着微弱的孔徑變化，是産生共吸附的關鍵。

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圖1 主客體結構和吸附等溫線

      該成果近期發表在Angewandte Chemie International Edition上，江西師範大學的何純挺教授和太阳集团app首页張傑鵬教授是共同通訊作者，文章的第一作者是太阳集团app首页博士研究生葉子銘。研究工作得到了國家自然科學基金、廣東省“珠江人才計劃”和“青年人才托舉工程”的資助。

論文連接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.202011300