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A Rod‐Packing Hydrogen‐Bonded Organic Framework with Suitable Pore Confinement for Benchmark Ethane/Ethylene Separation

选择性 乙烯 化学 材料科学 吸附 巴(单位) 氢键 化学工程 结晶学 物理化学 分子 有机化学 催化作用 物理 气象学 工程类
作者
Xu Zhang,Jia‐Xin Wang,Libo Li,Jiyan Pei,Rajamani Krishna,Hui Wu,Wei Zhou,Guodong Qian,Banglin Chen,Bin Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:133 (18): 10392-10398 被引量:27
标识
DOI:10.1002/ange.202100342
摘要

Abstract For the separation of ethane from ethylene, it remains challenging to target both high C 2 H 6 adsorption and selectivity in a C 2 H 6 ‐selective material. Herein, we report a reversible solid‐state transformation in a labile hydrogen‐bonded organic framework to generate a new rod‐packing desolvated framework (ZJU‐HOF‐1) with suitable cavity spaces and functional surfaces to optimally interact with C 2 H 6 . ZJU‐HOF‐1 thus exhibits simultaneously high C 2 H 6 uptake (88 cm 3 g −1 at 0.5 bar and 298 K) and C 2 H 6 /C 2 H 4 selectivity (2.25), which are significantly higher than those of most top‐performing materials. Theoretical calculations revealed that the cage‐like cavities and functional sites synergistically “match” better with C 2 H 6 to provide stronger multipoint interactions with C 2 H 6 than C 2 H 4 . In combination with its high stability and ultralow water uptake, this material can efficiently capture C 2 H 6 from 50/50 C 2 H 6 /C 2 H 4 mixtures in ambient conditions under 60 % RH, providing a record polymer‐grade C 2 H 4 productivity of 0.98 mmol g −1 .
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