Restricción de la rotación de los enlaces en nanocápsulas de membranas ZIF‐8 usando "cerraduras moleculares" de éter crown para una separación mejorada de propileno/propano

Las membranas ZIF‐8 han sido apreciadas durante mucho tiempo por su excepcional rendimiento en la separación C3H6/C3H8. Por otro lado, ZIF‐8 tiene flexibilidad estructural, donde la presión externa desencadena la expansión de los canales, lo que potencialmente deteriora la capacidad de tamizado molecular. Aquí, mostramos una estrategia confiable para ajustar la estructura porosa flexible de ZIF‐8 al incrustar éter crown dentro de una membrana ZIF‐8. Se seleccionó benzo‐15‐crown‐5 (15C5) como el ocupante de la cavidad y se confinó perfectamente en la jaula de sodalita (SOD) de ZIF‐8. Las moléculas de 15C5, que tienen un tamaño comparable al de la nanocápsula, imponen una restricción espacial sobre la rotación del enlace, permitiendo la transición de fase a una estructura rígida en el ZIF‐8 flexible. Las membranas correspondientes 15C5@ZIF‐8 logran una selectividad ultralta C3H6/C3H8 de 220, superando a la mayoría de las membranas. A diferencia de sus contrapartes flexibles, las membranas resultantes manifiestan un aumento positivo en el factor de separación C3H6/C3H8 con presión elevada, asegurando un factor de separación C3H6/C3H8 récord de 331 a 7 bar. Más importante aún, se demostró una extraordinaria estabilidad en la separación con mediciones continuas, lo cual es altamente deseable para aplicaciones prácticas.