化工分离的突破性进展

发展了原位X射线单晶衍射、原位光谱表征和计算机模拟技术对吸附分离的机理和行为进行解释和预测，还提出多种策略用于精确调控、提高，甚至是“反转”气体吸附选择性，以获得更好的分离效果。例如，发展了多种提高二氧化碳捕获效率的策略，实现了常压、烟道气和大气环境中的多个吸附量记录。提出了利用气—固反应机理对多孔框架进行精确修饰的策略，设计并合成了兼具拟铜蛋白氧气活化中心、易氧化有机配体的新型多孔配位聚合物MAF-42。通过氧气或空气对MAF-42的氧化，最多可以将材料的吸附选择性改变四个数量级，甚至从分子筛效应选择性吸附分子较小的甲烷，反转为常规的选择性吸附分子较大的乙烷，分别适用于天然气中提纯乙烷和甲烷

提出了“控制柔性客体分子构型可反转吸附选择性”的概念，并对系列代表性多孔配位聚合物进行了实验和计算机模拟验证。利用研究团队前期设计合成的多孔配位聚合物MAF-23（J. Am. Chem. Soc.2012, 134, 17380），实现了反常而且最优的C4碳氢化合物吸附分离顺序。常温常压下将C4碳氢化合物的混合物通过MAF-23填充的固定床吸附装置后，丁二烯最先流出而且纯度很容易达到99.9%，同时避免了常规蒸馏和吸附纯化过程中因加热而产生的丁二烯自聚问题。