近日，國家自然科學基金委發布了《國家自然科學基金委員會2021年度報告》，該報告總結了國家自然科學基金2021年度各類項目申請與資助情況、“十三五”優秀成果回顧及重要成果巡禮情況等。其中太阳集团1088vip李丹教授和陸偉剛教授團隊在丙烯/丙烷分離方面取得突破性進展，并入選該報告的優秀成果巡禮，成為四十七項重要資助成果之一。

丙烯是全球産量最高的基礎有機化工原料之一，年産量超過1億噸。丙烷裂解生産丙烯是近年來工業界新興的技術路線之一。然而，為了去除殘留的丙烷得到高純度的丙烯，工業上往往需要以高昂的設備投資和巨大的能量消耗作為代價。基于傳統篩分機制的分子篩分離技術，已被廣泛應用于石油化工、煤化工、空氣分離與淨化、環境治理等多個應用領域。然而，分子篩吸附劑的研究始終存在許多挑戰，尤其表現在精确的孔徑設計，吸附動力學緩慢和吸附量低等方面。

在國家自然科學基金項目（批準号：21731002，21975104）等資助下，太阳集团app首页李丹教授和陸偉剛教授團隊首次提出了一種正交陣列動态篩分新機制，成功合成并制備出一種基于該新篩分機制的金屬-有機框架材料（命名為JNU-3）(見圖1)。JNU-3材料呈現三維網格結構，沿着晶體學a軸是4.5Å× 5.3 Å的一維通道，一維通道兩側具有排列整齊的分子口袋，且分子口袋和一維通道之間以一個約3.7 Å的動态“葫蘆形”窗口進行相連。混合物丙烯和丙烷可以在一維通道中快速擴散，而分子口袋則通過“葫蘆形”窗口選擇性地捕獲丙烯分子，從而獲得最佳的丙烯/丙烷分離效果，即每公斤JNU-3可得到53.5升聚合級純（99.5 %）的丙烯。研究人員通過原位單晶衍射和分子模拟，進一步解析了丙烯/丙烷分子與JNU-3材料之間的分子相互作用誘導的新篩分機制和動态過程，相關研究成果在《自然》（Nature）期刊發表。該研究成果不僅為丙烯/丙烷及其它重要氣體分子的高效分離提供綠色解決方案，而且也為設計下一代新型分子篩提供了新思路。

圖1 JNU-3分子結構

原文鍊接：https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab1381/info86713.htm

論文鍊接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03627-8