近日,浙江师范大学化学与材料科学学院“双龙学者”特聘教授张袁斌课题组在国际权威期刊Angewandte Chemie International Edition上在线发表两篇研究论文,并被编辑选为封面。
其中一篇论文,题为“Cage Engineering in Anion-Pillared MOFs for Benchmark One-Step C2H4 Purification from Ternary C2H2/CO2/C2H4 Mixtures”,浙师大化材料学院汪玲瑶副教授和2023级硕士生陈惠蓉为论文的共同第一作者,张袁斌教授为唯一通讯作者,浙师大为唯一通讯单位。
本研究通过孔工程策略成功合成了两种氟化笼型阴离子柱撑MOF材料(ZNU-17和ZNU-27)。ZNU-17实现了C2H2/CO2和C2H2/C2H4二组分混合物的分离,而ZNU-27通过增强框架相互作用实现了C2H2和CO2的同时捕获,从而实现了C2H4的高效一步纯化。吸附研究表明,ZNU-17对CO2/C2H4的共吸附阻碍了三组分的分离。为克服这一限制,ZNU-27通过增强CO2与框架的亲和力,实现了优异的CO2/C2H4分离。原位晶体和DFT计算证实,C2H2和CO2优先通过ZrF62-与客体分子(C-H···F和O=C···F)之间的协同静电相互作用吸附在氟化阴离子球形笼中。这种分子识别机制使得ZNU-27能够直接从三组分C2H2/CO2/C2H4混合物中一步纯化得到聚合物级C2H4。本工作确立了氟化笼型APMOF材料作为先进分子识别的强大平台,为未来多组分气体分离吸附剂的设计提供了重要见解。相关工作被Angewandte Chemie International Edition编辑选为Inside Front Cover 。
另一篇论文题为“3D Hydrogen-Bonded Organic Framework Assembled from 1D Coordination Polymers for Efficient Gas Dehydration”,浙师大化学与材料科学学院2025级博士生何樱芝和汪玲瑶副教授为论文的共同第一作者,张袁斌教授、陈邦林院士为共同通讯作者,浙师大为第一通讯单位。
本研究报道了一种由线性一维PCP构筑的氢键有机框架材料ZNU-30。该材料具有由多重非共价相互作用稳定的H2PO4-阴离子功能化狭窄一维通道,可实现对水的选择性吸附,并完全排阻CO2及C1-C3烯烃/烷烃。该框架展现出刚柔并济的性能,在水蒸气吸附-脱附循环中可实现可逆的单晶-单晶转变,同时保持高水蒸气吸附容量(124 STP cm3g-1,298 K)。值得注意的是,该材料再生能耗低(45.6 kJ mol-1),可在温和条件下完全再生。其工业应用潜力体现在:可规模化合成、宽温度范围(278-328 K)稳定运行、耐受不同流速与湿度水平,并能完全筛分工业相关气体。鉴于文献中一维PCP的丰富性,这项工作有望推动一维多孔PCP的深入研究,从而为其未来广泛应用奠定基础。相关工作被Angewandte Chemie International Edition编辑选为Outside Back Cover 。
编辑:武艳