磷膦酸金属有机框架中多吸附位点协同作用实现高效C2H2/CO2分离

研究人员通过构建磷膦酸金属有机框架(MOF) Ni-STA-12，揭示了其独特的C2H2/CO2分离机制。该材料通过氧原子和开放金属位点的协同吸附作用，实现了乙炔高选择性捕获，动态穿透实验证实其优异的工业分离潜力，为石化行业气体纯化提供新策略。

　　

在石化工业中，乙炔(C₂H₂)与二氧化碳(CO₂)的分子尺寸和挥发性高度相似，使得传统分离方法面临巨大挑战。这项研究聚焦于磷膦酸金属有机框架(metal-organic framework, MOF) Ni-STA-12，其活化后的骨架中分布着丰富的吸附位点——包括多种氧原子和开放金属位点(open metal sites)，这些位点像"分子捕手"般精准捕获C₂H₂分子。

实验数据显示，该材料对C₂H₂的结合能力显著优于CO₂，动态穿透实验中展现的分离潜能(Δq)令人瞩目。理论计算进一步揭示，MOF骨架中未配位氧原子与镍金属位点形成"协同吸附网络"，如同分子尺度的筛网，其中氧原子在C₂H₂吸附过程中扮演主导角色。这项研究为工业级高纯度乙炔制备提供了新型功能材料设计思路。