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Dynamic Spacer Installation of Multifunctionalities into Metal-Organic Frameworks for Spontaneous One-Step Ethylene Purification from a Ternary C_(2)-Hydrocarbons Mixture

引用

CCS Chemistry 2024年第1期6卷 241-254页

作者： Yang-Yang Xiong Cheng-Xia Chen Tony Pham Zhang-Wen Wei katherine a.forrest Mei Pan Cheng-Yong Su MOE Laboratory of Bioinorganic and Synthetic Chemistry Lehn Institute of Functional MaterialsSchool of ChemistrySun Yat-sen UniversityGuangzhou 510275 Department of Chemistry University of South FloridaTampaFlorida 33620

Simultaneous ethane and acetylene removal from a C_(2)-gases mixture(C_(2)H_(6),C_(2)H_(4),and C_(2)H_(2))through a one-step separation process for ethylene purification is of great importance yet challenging in petrochemical industry,owing to their similar molecule sizes and physical ***,a series of multifunctionalized metal–organic frameworks(MOFs),LIFM-XYY-1∼8(LIFM stands for Lehn Institute of Functional Materials,and XYY are the initials of the first author),are constructed via a dynamic spacer installation(DSI)approach to optimize the pore-nanospaces for efficient C_(2)H_(4) isolation from the ternary C_(2)-gases *** of variable organic-spacers into the prototypical MOFs,LIFM-28 or PCN-700,results in dramatically improved pore volume/surface area,contracted pore size,and functionalized pore surface,which in turn bring out high C_(2)-gases uptake capacities,enhanced C_(2)H_(6) and C_(2)H_(2) adsorption selectivities over C_(2)H_(4),and fast adsorption kinetics,providing an effective strategy to achieve delicate trade-off among these indexes for adequate separation ***,optimized LIFM-XYY-7 presents four-times C_(2)H_(6) and C_(2)H_(2) adsorption capacities than *** breakthrough experiments reveal that poly-grade C_(2)H_(4)(>99.9%)can be obtained from binary or ternary C_(2)-hydrocarbon mixtures through a single separation *** with themolecular simulations,this work demonstrates a promising protocol of porenanospace engineering via multi-functional optimization by the DSI approach to screen out MOFs for a formidable task.

关键词： metal-organic frameworks dynamic spacer installation C_(2)H_(6)/C_(2)H_(2)/C_(2)H_(4)gases separation pore nanospace engineering multi-functional optimization

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