具有单分子C3H6捕获功能的超稳定烷基MOF的成本效益高且可扩展的生产方法，实现了从C2H4中记录捕获微量C3H6的新纪录

《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》：Cost-Effective Scalable Production of Ultra-Stable Alkyl MOF Featuring Single-Molecule C3H6 Trap for Record Capture of Trace C3H6 from C2H4

高效C3H6捕集材料Al-CDC通过超微孔结构实现40.8 cm3/g高吸附容量和16.3选择性，动力学常数0.49 min?1，结合低成本（508.9美元/千克）和高效（4564.8 kg·m?3·天?1）工业化生产。

　　

摘要

从C₂H₄中高效捕获微量C₃H₆仍然是一个巨大的挑战，需要同时具备顶尖的分离性能、出色的稳定性和经济可扩展性。本文我们开发了一种单分子C₃H₆捕获剂，其表面分布着一系列氧原子和密集的烷基团，这些结构位于超微孔材料[Al(OH)(trans-CDC)]（Al-CDC，trans-H₂CDC = trans-1,4-环己烷二羧酸）上。这种超稳定的捕获剂具有匹配良好的孔径和孔内化学性质，能够在极低浓度下实现创纪录的吸附量（40.8 cm³(STP) g^?1），亨利系数为12685.5 cm³(STP) g^?1 bar^?1，初始吸附热差为27.2 kJ mol^?1，吸附速率为0.49 min^?1，以及对C₃H₆的优异选择性（选择性系数为3.1）。此外，该捕获剂的C₃H₆初始吸附热（50.5 kJ mol^?1）和选择性（16.3）也属于同类材料中的最高水平，为微量C₃H₆的捕获树立了新的基准。研究发现，C₃H₆的吸附机制主要是由多种氢键作用和范德华（vdW）力共同驱动的。突破性测试表明，Al-CDC在捕获微量C₃H₆方面的效率高达99.999%（410.5 cm³(STP) g^?1），且重复性极佳。这种材料的生产过程成本低廉（每千克成本508.9美元），同时具有最高的时空产率（4564.8 kg m^?3 day^?1），并且其结构和捕获性能未受到任何影响。

图形摘要

我们开发了一种基于低极性烷烃的超稳定Al-CDC的单分子C₃H₆捕获剂，该捕获剂具有独特的双氢键位点和密集烷基结构，能够在微量水平上实现创纪录的吸附量，同时具备优异的亨利系数、初始吸附热差和吸附速率。此外，Al-CDC还实现了可扩展的生产，并制备出了形状规则的颗粒，其时空产率（STY）最高，生产成本最低。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。