低碳烯烃是化学工业重要的基本原料，每年全球产能接近4亿吨。在其生产过程中产生的少量炔烃杂质，会对其聚合与后续加工产生极大影响。当前工业上采用复杂且高耗能的选择加氢除炔工艺。虽然以金属有机框架（MOF）材料为代表的多孔吸附材料可选择性吸附炔烃，从而实现炔烃/烯烃分离，但仍存在高的吸附容量与分离选择性难以兼具等问题，从而制约其工业应用。

　　近日，南开大学李兰冬研究员和曼彻斯特大学杨四海博士团队研发了一类具有高活性位点的分子筛材料，并将其利用于炔烃/烯烃分离，取得了重要科研进展。研究人员在纳米尺度上设计和构筑了分子筛限域的配位不饱和金属中心，实现了基于化学选择性吸附的炔烃/烯烃分离，并提出利用弱化学键吸附分离的新策略。相关论文“Control of zeolite pore interior for chemoselective alkyne/olefin separations”于2020年5月29日发表于Science上（Science, 2020, 368, 1002-1006, DOI: 10.1126/science.aay8447）。

　　Ni@FAU分子筛上乙炔分子吸附构型

　　该团队从廉价易得的faujasite（FAU）沸石分子筛入手，将配位不饱和二价金属中心（Ni、Cu、Zn）构筑于FAU分子筛纳米孔道内，并利用其与炔烃分子的可逆化学成键实现对炔烃的高度选择性化学吸附，将炔烃从烯烃中分来出来，从而制得高纯烯烃。作者表示，相比之基于特定分子的吸附分离方法，基于弱化学键的吸附分离新策略可以打破传统限制，兼具高吸附容量与高分离选择性，并且对不同的分离体系具有普适性。八面沸石限域配位Ni不饱和中心（Ni@FAU）在乙炔/乙烯、丙炔/丙烯、丁炔/丁二烯等分离过程中均表现出高的炔烃动态吸附容量（1.58~1.80 mmol/g）与炔烃/烯烃分离选择性（83~100），且具有优异的循环稳定性，可满足工业吸附分离的基本要求。研究人员进一步通过原位中子衍射、非弹性中子散射、红外光解离等先进谱学技术解析了炔烃/烯烃分子与Ni@FAU的相互作用机制，揭示了FAU分子筛限域的配位不饱和Ni(II)中心与炔烃分子化学选择性成键以及亚稳态Ni(II)(C₂H₂)₃与Ni(II)(C₃H₄)₃物种的生成过程（如图）。

　　该研究成果可为吸附催化材料的设计开发提供新的思路，有望推动分子筛材料在相关工业吸附分离过程中的应用。

　　（摘自X-MOL）