浙江大学邢华斌教授、杨立峰研究员《自然·通讯》：突破性多孔材料实现丙烯一步高效纯化

背景：聚合物级丙烯是重要的基础化工原料，其生产需要高纯度（>99.5%），但工业上从裂解气中获得的丙烯常混杂丙炔、丙二烯和丙烷等性质相似的杂质，现有纯化工艺依赖催化加氢和低温蒸馏的串联过程，复杂且能耗高。吸附分离技术被视为潜在节能替代方案，但开发能同时捕获所有杂质、实现一步纯化的单一物理吸附剂一直面临挑战。研究目的：浙江大学邢华斌教授、杨立峰研究员课题组旨在设计一种新型金属-有机框架材料，通过配体工程策略构建协同结合环境，实现从四元混合气中一步高效分离高纯度丙烯。结论：研究团队成功合成ZU-921材料，该材料整合芳香表面与氟/氧电负性位点，能优先吸附丙炔、丙二烯和丙烷，而丙烯结合最弱。实验表明，ZU-921可直接从模拟工业气体中产出纯度达99.99%的丙烯，动态穿透实验和放大测试验证其高效分离性能、循环稳定性和工业化应用潜力。密度泛函理论计算从原子尺度揭示了协同作用机理。这项研究为设计多功能吸附剂提供了通用策略，有望替代高能耗工业工艺，推动化工分离技术进步。