南京大学张照强/东南大学丁琦团队AFM：通过超微孔材料的分子筛分从呼出麻醉气体中再生和纯化氙

背景：氙气（Xe）作为一种稀有惰性气体，具有心血管稳定性、低毒性和神经保护作用等临床优势，但其生产依赖高能耗的低温蒸馏过程，供应有限且成本高昂。从呼出麻醉气体（含65% Xe、27% O2、5% CO2和3% N2）中回收Xe是降低能耗、扩大临床应用的关键。研究目的：开发高效吸附材料，实现呼出麻醉气体中Xe的再生和纯化。南京大学张照强和东南大学丁琦团队设计两种同构超微孔材料，含氨基材料2通过3.29 Å超微孔和强氢键作用优先吸附CO2，在5 kPa下CO2吸附量达65.9 cm³cm⁻³，CO2/Xe吸附比高达387.6，实现Xe、O2、N2回收率超99%；无氨基材料1凭借4.86 Å孔径和Xe···O/H/π相互作用，对Xe/O2/N2混合物中Xe选择性吸附，动态实验获得纯度>99.9%的Xe。结论：串联材料2和1突破实验验证了Xe回收可行性，材料具备快速吸附动力学、室温再生性和耐水性，为多组分气体分离提供了孔径与化学环境精准调控的新策略。