吸附分离新概念：中间尺寸分子筛

研究团队长期致力于配位聚合物多孔材料的设计、功能和机理研究，已发展了“动力学控制的柔性”（J.Am.Chem. Soc.2008, 130,6010;Natl. Sci. Rev.2018,5,907）、“亲水孔道捕获疏水分子”（Nat. Commun.2015,6,8697）、“控制客体分子构型调控吸附选择性”（Science 2017,356,1193）等多种吸附分离理论/概念。最近，他们又提出了一种新的吸附分离原理，称为中间尺寸分子筛（intermediate-sized molecular sieve，iSMS），能在复杂混合物只吸附中间尺寸的目标成分，解决类似苯乙烯分离提纯等重大需求。为实现这种特殊的吸附行为，多孔材料必须具有合适的柔性，从而结合热力学原理（太小的分子吸附能不足以打开柔性框架）和动力学原理（太大的分子尺寸超过打开的孔窗）排除非目标成分。他们设计合成了一例具有限制柔性的配位聚合物多孔材料MAF-41，实现了在乙苯、苯乙烯、甲苯和苯混合物中超高效纯化苯乙烯（选择性3300）的目标，只需一次吸附脱附循环，即可获得纯度99.9%+的苯乙烯。MAF-41还具有超高热稳定性（500 oC）、水稳定性（沸水，pH 3‒14）以及超疏水特性，有利于实际应用。