2021年7月21日，國際頂尖學術期刊《自然》在線發表了太阳集团app首页太阳集团1088vip陸偉剛教授和李丹教授研究團隊的研究成果，我院化學學科博士點首屆博士研究生曾恒為論文第一作者，太阳集团app首页為唯一完成單位。

丙烯是全球産量最高的基礎有機化工原料之一，年産量超過1億噸。丙烷裂解生産丙烯是工業界重要的技術路線。然而，這一技術并不能直接得到高純度丙烯。為去除殘留的丙烷，工業上往往以高昂的設備投資和巨大的能量消耗作為代價。尋求綠色的分離方案，是未來實現碳達峰、碳中和的重大需求。 

分子篩是一種很成熟的分離材料，已被廣泛應用于石油化工、煤化工、空氣分離與淨化、環境治理等多個領域。但是，分子篩吸附劑的應用也存在許多挑戰，例如，精确的孔徑設計困難，吸附動力學緩慢和吸附量低。

金屬-有機框架材料（Metal-Organic Framework，MOF）是一類新興的由金屬節點和有機配體通過自組裝形成的具有确定組成與結構的晶态多孔材料。和傳統的多孔材料（分子篩、活性碳等）相比，前者憑借其可設計剪裁的框架和豐富多樣的孔道結構吸引了科研工作者的廣泛興趣。我院廣東省功能配位超分子材料及應用重點實驗室陸偉剛、李丹教授研究團隊針對MOF材料，首次提出正交陣列動态篩分機制，成功構築了一例基于該分離機制的框架材料（命名為JNU-3）。該材料擁有三維網格結構，沿着晶體學a軸是4.5 × 5.3 Å的一維通道，在一維通道兩側是排列整齊的分子口袋，分子口袋和一維通道通過一個約3.7 Å的動态“葫蘆形”窗口相連。氣體可以在一維通道中快速擴散，而分子口袋則通過“葫蘆形”窗口選擇性地捕獲丙烯分子，從而獲得迄今為止最佳的丙烯/丙烷分離效果。研究人員通過原位單晶衍射和計算模拟解析了丙烯和丙烷分子與JNU-3的相互作用的篩分機制和動态過程。 

研究還發現，丙烯/丙烷（50/50）混合物在298 K下以1 mL/min的總流速流過填充床，丙烷首先通過，未被丙烯污染，收集到的丙烷純度不低于99.99%。一段時間後吸附劑達到飽和，丙烯發生穿透，出口氣流中的丙烯和丙烷迅速達到等摩爾濃度，表現出JNU-3材料的優異突破性。在丙烯的脫附過程中，根據丙烯的解吸曲線，混合氣體流速為1、6 mL/min時，丙烯的生産能力和純度分别為34.2 L/kg（99.5%）、53.5 L/kg（99.5%），即使在50%相對濕度的潮濕條件下，流速為6.0 mL/min等摩爾丙烯/丙烷混合氣，丙烯分離的生産能力也高達44.9 L/kg（99.5%）。材料性能均明顯優于文獻報道的材料。

該研究長文由我院超分子配位化學研究所團隊獨立完成。相關工作得到了國家自然科學基金重點項目、廣東省自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目和太阳集团app首页等的大力支持。

論文題目：Orthogonal-array dynamic molecular sieving of propylene/propane mixtures

論文作者：曾恒，謝默，王婷，危榮佳，謝小靜，趙一芳，陸偉剛*，李丹*

論文鍊接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03627-8