乙烯(C2H4)是重要的石油化工基础原料，在其生产过程中，不可避免地存在乙烷(C2H6)杂质，C2H6和C2H4的各项物化性质相似，工业上主要采用低温精馏对其分离，这一过程能耗较高。变压吸附技术(PSA)投资低且能耗低，核心是吸附剂。传统吸附剂等大都选择性吸附C2H4，而实际生产中，C2H4多C2H6少，迫切需要C2H6选择性吸附剂。近年来，以金属有机骨架(MOFs)作为吸附剂，用于低碳烃的分离研究备受关注。
该工作选取了富含N、O原子的配体N, N'-双（4-吡啶基）-1,4,5,8-萘四甲酰基二酰亚胺（DPNI），通过溶剂热法构筑了一类C2H6选择性MOFs材料，即M-PNMI（M = Mn，Zn，Cd）系列MOFs材料。该系列材料均对C2H6表现出更强的吸附亲和力。Mn-PNMI在三者中表现出最高的吸附量，对于C2H6和C2H4分别是61.82 cm3/g和45.25 cm3/g，且C2H6/C2H4吸附比高达136%。另外，在环境条件下，M-PNMI材料可以有效去除C2H6/C2H4（1/9和1/15，v / v）混合气中的低浓度的C2H6，。同时，M-PNMI材料易于再生，可以在多个循环中保持吸附和分离性能，显示出C2H4纯化工艺的巨大潜力。
以Mn-PNMI材料为例，对等摩尔比的C2H6/C2H4混合气进行蒙特卡罗(GCMC)模拟，结果表明在该系列MOFs中存在独特的孔隙环境使其能够与C2H6优先接触而产生较强的C2H6吸附亲和力；密度泛函理论（DFT）计算也清楚地确定了MOFs骨架上的N、O原子为C2H6提供了有利的结合位点。
相关论文发表在Chemical Engineering Journal (Chem. Eng. J. 2020, 387, 124137.)，李立博教授为文章通讯作者，硕士研究生杨玲为第一作者。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720301285
