准约翰逊固体J28结构氟化杂化多孔框架的热诱导晶变及其高效C3H4/C3H6分离性能研究

研究人员开发出具有准约翰逊固体J28结构的氟化杂化多孔框架TIFSIX-Cu-J，该材料通过热触发单晶到单晶转变形成新型扭曲方形正交双冠结构TIFSIX-Cu-J1，比表面积从704提升至1,351 m2?g-1，C3H4吸附量达140.5 cm3?g-1，C3H6生产效率提升20倍至368.5 L?kg-1，为聚合物级丙烯纯化提供了节能解决方案。

　　

这项突破性研究展示了一种具有准约翰逊固体(quasi-Johnson solid)J₂₈结构的氟化杂化多孔框架材料TIFSIX-Cu-J的独特性能。该材料在受热时会发生神奇的单晶到单晶转变(single-crystal-to-single-crystal transition)，形成全新的扭曲方形正交双冠结构TIFSIX-Cu-J1。这种结构转变带来了显著的性能提升：比表面积(BET surface area)从704 m²?g^-1跃升至1,351 m²?g^-1，对丙炔(C₃H₄)的吸附容量达到140.5 cm³?g^-1，与丙烯(C₃H₆)的吸附量差值从19.6扩大到34.8 cm³?g^-1。原位穿透实验(in situ breakthrough experiments)证实，经过结构转变的TIFSIX-Cu-J1填充柱在298K和1 bar条件下，可产出纯度≥99.95%的丙烯，生产效率高达368.5 L?kg^-1，是原始结构的20倍。这项研究首次实现了具有原位结构转变特性的结晶性方形正交双冠框架材料的可控构筑，为节能气体纯化提供了创新解决方案。