乙烷乙烯分離研究獲突破

近日“Science”雜志在線發(fā)表了太原理工大學(xué)作為第一單位的研究論文《具有鐵-過氧陰離子位點的金屬有機(jī)框架物用于乙烷/乙烯分離》。該研究成果是在太原理工大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院李晉平教授帶領(lǐng)下完成的，實現(xiàn)了乙烷-乙烯吸附反轉(zhuǎn)，制備出了高效乙烷吸附劑，可對不同濃度的乙烷乙烯混合物一步分離得到聚合級乙烯。

李晉平教授團(tuán)隊第一次利用氧分子先與Fe-MOF材料中的不飽和空位結(jié)合，有效阻擋不飽和金屬空位與乙烯間的π鍵相互作用，顯著降低乙烯吸附量。同時，新構(gòu)建的Fe-O2基團(tuán)能對乙烷顯示出更強(qiáng)的吸附親和力，實現(xiàn)吸附乙烷強(qiáng)于乙烯，達(dá)到選擇性脫除乙烯中雜質(zhì)乙烷的目的。這一成果不僅巧妙地實現(xiàn)了乙烷-乙烯吸附反轉(zhuǎn)，也制備出迄今最高效的乙烷選擇吸附劑，使不同濃度的乙烷乙烯混合物一步分離得到聚合級乙烯。更重要的是，這種簡單巧妙的思路可望應(yīng)用于其他MOF材料中，為乙烷乙烯分離吸附劑的選擇開辟出一條新途徑。

該研究成果主要亮點有：一是發(fā)現(xiàn)了含有鐵-超氧位點的MOF對乙烷的吸附能力比乙烯更強(qiáng)；二是實現(xiàn)了在室溫常壓下高效分離制99.99%純度的乙烯。研究團(tuán)隊已經(jīng)制備出一種新型的MOF材料，并根據(jù)中子粉末衍射以及理論計算發(fā)現(xiàn)Fe-O2可吸附乙烷的活性。MOF是孔洞結(jié)構(gòu)，乙烯和乙烷分子可以很好地穿過它，從而增加了吸附幾率。