MFU-4との逆CO2 /C2 H2分離およびシンテティックリガンド交換を介した選択性反転

金属有機フレームワーク（MOF）を含む多くの多孔質材料は、C2 H2 /CO2分離プロセスでC2 H2を選択的に吸着させることが報告されていますが、CO2選択吸着剤はあまり一般的ではありません。ここでは、MFU-4（Zn5 Cl4（BBTA）3、BBTA = Benzo-1,2,4,5-Bistriazolate）の顕著なパフォーマンスを逆Co2 /C2 H2分離に報告します。MOFは、CO2のC2 H2の速度論的分離を促進し、動的なブレークスルー実験で優れた生産性を備えた高純度C2 H2（> 98％）の生成を可能にします。吸着速度論の測定と計算研究では、C2 H2がZn-CLグループによって形成された狭い孔窓によってMFU-4から除外されていることが示されています。シンテティックf- /cl-リガンド交換を使用して、拡張された細孔開口でアナログ（MFU-4-F）を合成し、MFU-4と比較して逆選択性と平衡C2 H2 /CO2分離をもたらしました。MFU-4-Fはまた、非常に高いC2 H2吸着能（6.7 mmol G-1）を示し、燃料グレードのC2 H2（98％純度）を室温脱着によりC2 H2 /CO2混合物から採取することができます。

Although many porous materials, including metal-organic frameworks (MOFs), have been reported to selectively adsorb C2 H2 in C2 H2 /CO2 separation processes, CO2 -selective sorbents are much less common. Here, we report the remarkable performance of MFU-4 (Zn5 Cl4 (bbta)3 , bbta=benzo-1,2,4,5-bistriazolate) toward inverse CO2 /C2 H2 separation. The MOF facilitates kinetic separation of CO2 from C2 H2 , enabling the generation of high purity C2 H2 (>98 %) with good productivity in dynamic breakthrough experiments. Adsorption kinetics measurements and computational studies show C2 H2 is excluded from MFU-4 by narrow pore windows formed by Zn-Cl groups. Postsynthetic F- /Cl- ligand exchange was used to synthesize an analogue (MFU-4-F) with expanded pore apertures, resulting in equilibrium C2 H2 /CO2 separation with reversed selectivity compared to MFU-4. MFU-4-F also exhibits a remarkably high C2 H2 adsorption capacity (6.7 mmol g-1 ), allowing fuel grade C2 H2 (98 % purity) to be harvested from C2 H2 /CO2 mixtures by room temperature desorption.