Ein mikroporöses, wasserstoffbrückenverknüpftes organisches Gerüst zur hoch selektiven Trennung von Kohlendioxid gegenüber Acetylen

Zusammenfassung Die Trennung von Acetylen (C2H2) von Kohlendioxid (CO2) ist eine sehr wichtige, aber herausfordernde Aufgabe aufgrund ihrer ähnlichen molekularen Dimensionen und physikalischen Eigenschaften. In Bezug auf poröse Adsorbentien für diese Trennung sind die CO2-selektiven porösen Materialien den C2H2-selektiven überlegen, da sie hinsichtlich Kosten- und Energieeffizienz besser sind, aber nur selten erreicht wurden. Hier berichten wir über unsere unerwartete Entdeckung des ersten wasserstoffbrückenverknüpften organischen Gerüsts (HOF), das aus einem einfachen organischen Linker 2,4,6-tri(1H-pyrazol-4-yl)pyridin (PYTPZ) (bezeichnet als HOF-FJU-88) konstruiert wurde, als das hoch CO2-selektive poröse Material. HOF-FJU-88 ist ein zweidimensionales HOF mit einem Porenraum von etwa 7,6 Å. Das aktivierte HOF-FJU-88 nimmt unter Umgebungsbedingungen eine hohe Menge an CO2 (59,6 cm³ g⁻¹) auf, mit einer rekordverdächtigen IAST-Selektivität von 1894. Seine hohe Leistung für die CO2/C2H2-Trennung wurde zusätzlich durch Durchbruchsexperimente, In-situ-diffuse Reflexions-Infrarotspektroskopie und molekulare Simulationen bestätigt.