近日，大发888官方下载,大发官网老虎机888肖静研究员、唐浩教授团队与福建师范大学、中国科学技术大学合作开展研究，首次报道了一种利用门控大环晶体（GMC）进行动态筛分纯化丙烯的新方法，展示了GMC在丙烯纯化中的巨大应用潜力，并为实现更节能环保的气体纯化技术提供了新思路。该项成果发表于化学领域顶级国际期刊Chem上，大发888官方下载,大发官网老虎机888为第一署名单位。
丙烯是全球产量最大的基础化工原料之一，年产量超过1亿吨。在工业生产过程中，丙烯和丙烷常常难以分离，导致纯化过程复杂且耗能巨大。为实现高效的丙烯纯化并降低能耗，开发绿色丙烯/丙烷分离技术已成为实现碳达峰和碳中和的重要挑战性课题，也被视为未来改变世界的主要七大分离技术之一。
本项研究发现，表现出门控效应的GMC材料在分离丙烯和丙烷方面展现出卓越的性能，其丙烯/丙烷动力学选择性高达76.7，并且在常温下展现出快速的丙烯吸附动力学。
实验结果显示，GMC对丙烯的吸附速率显著高于丙烷，仅需6.3分钟即可达到吸附平衡。这主要得益于其独特的门控机制，在分子通过晶体孔道时，特定的甲氧基团会产生暂时性的门控运动，有效放大丙烯和丙烷的扩散速率差异。为了进一步量化认识GMC门控的柔性，研究团队结合吸附动力学，建立了丙烯/丙烷分子在GMC上的扩散系数~压力数学模型，该指数模型明显区别于常规刚性吸附材料。
与传统吸附材料相比，GMC材料具备多项优点，展示了优秀的实际应用潜力。该材料在常温下仅需动态真空即可完全再生，再生过程的能耗低，在多次循环使用中表现出极佳的稳定性和再生能力，并且在高温和高湿环境下也能保持稳定，其热稳定性和抗湿性优于许多传统吸附材料，在各种极端工况下仍能有效工作。
除了有效分离丙烯和丙烷外，GMC对其它共存的小分子气体，如乙烯、乙烷、甲烷、二氧化碳、氮气等，也表现出排斥性，因而在多组分气体混合物的丙烯纯化中具有独特优势。
肖静研究员、唐浩教授与福建师范大学陈邦林教授为该成果共同署名作者。大发888官方下载,大发官网老虎机888博士生罗家柱为第一作者，中国科学技术大学杨国昆、张国桢参与研究。
相关成果链接：
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.06.007
