《Nature Communications》期刊发表陈凯杰教授团队基于氢键驱动孔结构调控多组分乙烯分离功能的研究成果

近日，学院陈凯杰教授团队在《Nature Communications》期刊在线发表题为《Hydrogen bond unlocking-driven pore structure control for shifting multicomponent gas separation function》的研究论文。乙烯（C₂H₄）作为最广泛、产量最大的化工原料之一，从复杂的多组分气体中提纯C₂H₄具有重要的意义，但也极具挑战性。在吸附分离应用方面，具有高度可调孔结构的金属有机框架（MOF）是解决这一问题的潜在多孔材料。本研究工作通过控制两个孔结构高度相似框架中的氢键数量和方位来精细调整孔结构，实现了两个材料从三组分C₂H₂/C₂H₄/C₂H₆到四组分CO₂/C₂H₂/C₂H₄/C₂H₆乙烯分离功能的调控升级。本工作提出的结构设计原理有助于推动新一代多孔物理吸附剂的合成和其在更复杂工业分离体系中的应用。

学院2020级博士研究生杨融和副教授王昱为论文的共同第一作者，陈凯杰教授为论文的唯一通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、陕西省高校青年创新团队和中国博士后科学基金的资助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45081-w

图1 氢键解锁以驱动孔径/孔形状和化学控制，从而实现多组分分离示意图 (颜色代码：金属节点，白色；客体分子，橙色；氢键单/双给体，蓝色；氢键受体，红色；氢键，黑色虚线；弱相互作用，橙色虚线；气体流动方向，橙色箭头；构效关系的推导，黑色箭头)。