西安交大杨庆远团队在微柔性框架材料领域取得重要进展
2026/04/24
金属-有机框架(MOF)作为一类新型的多孔材料,通常被分为刚性与柔性两大类,在气体吸附分离领域展现出巨大应用潜力。近期,西安交通大学杨庆远团队在研究一类锌基MOF材料(CALF-20)时,发现该材料的吸附分离机制不同于传统的刚性和柔性MOF材料。它既不像刚性MOF材料对外界刺激“无响应”,也不像某些柔性MOF材料在外界刺激下发生“大幅度结构形变”,而是展现出一种介于两者之间的独特响应模式:在外界温度变化或客体分子吸附脱附时,其孔道能够发生微尺度的精准自适应调控。这种特性既保留了框架的稳定性,又具备了精确的响应性。
基于这一特性,CALF-20可在热力学选择性吸附、动力学分离、分子筛分及门控柔性吸附四种分离机制之间灵活切换,实现对九种工业关键低碳烃的高效分离。在丙烯/丙烷分离中,该材料可通过调节温度实现吸附选择性的反转,低温下即可高效分离丙烯/丙烷的混合气。在丁二烯纯化方面,CALF-20能从C4混合气中选择性分离出纯度超过99%的丁二烯,室温条件下纯度仍保持在93%以上,展现出良好的工业应用潜力。
研究成果以《微柔性锌基多孔框架材料通过四种不同的吸附分离机制实现低碳烃的高效分离》(Stimulus-Induced Microflexible Nanopores in Zinc-Based Coordination Network Enable Four Distinct Adsorption Mechanisms for Efficient Light Hydrocarbon Separations)为题发表于国际顶级期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)。西安交大博士生李逸涛和中国科学技术大学博士生李炜林为论文共同第一作者,西安交大杨庆远教授为论文共同通讯作者,西安交大化工学院为该论文的第一完成单位和第一通讯单位。
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