近日，我校化学与化工学院崔鹏教授、江耀副教授研究团队与University of North Texas马胜前教授合作在乙烯气体的化工分离与纯化研究领域取得新进展，相关研究成果以“Engineering the Microporous Environment of Flexible Metal–Organic Frameworks with Bifunctionality for Promoting the Separation of Ethylene from a Ternary Mixture”为题发表于国际著名学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》，并被评选为VIP（Very Important Paper）论文。我校为第一通讯单位，论文第一作者为我校化学与化工学院博士研究生汪康，通讯作者为我校江耀副教授、崔鹏教授和University of North Texas的马胜前教授。

乙烯作为现代化学工业的核心基础原料，主要通过轻烃蒸汽裂解和甲烷氧化偶联等工艺制备。然而，在实际工业化生产过程中，乙炔和二氧化碳等副产物杂质的生成不可避免。其存在会显著降低乙烯产品的纯度，影响其作为基础原料的化学价值。由于乙炔、二氧化碳和乙烯分子在物化性质上极为相似，传统分离纯化方法难以实现其高效分离。因此，开发具有高选择性、高分离效率的新型分离技术，已成为当前乙烯气体化工分离与纯化领域亟待突破的关键技术瓶颈。这一突破不仅对提升乙烯产品质量、降低生产成本具有重要意义，更将有力推动下游产业发展。

图1：Zn-ox-matz的合成及结构分析

针对这一技术难题，研究团队基于新型吸附分离技术，创新性地设计并构建了一种具有双功能特性的柔性吸附材料（Zn-ox-matz）。该吸附材料的独特之处在于其双功能协同效应：一方面，其功能位点可实现对乙炔和二氧化碳分子的高选择性识别。另一方面，其柔性特征可诱导材料结构发生可控转变，从而显著提升对三元混合体系中乙烯的分离效率与纯化效果。通过系统的实验表征与理论分析，研究团队充分证实了Zn-ox-matz的双功能调控对不同气体分子动态吸附行为的显著影响，并验证了其在乙烯分离与纯化方面的优异性能。

图2：气体分离性能研究

研究团队结合多尺度分子模拟和理论计算，深入揭示了Zn-ox-matz吸附材料的结构特征与其气体分离性能之间的构效关系，进一步阐明了该吸附材料对乙烯的选择性分离与高效纯化机制。该研究不仅为解决工业乙烯分离与纯化这一关键技术难题提供了创新性解决方案，同时为未来定向设计和优化高性能吸附材料提供了可靠的理论依据和技术指导，对推动吸附分离技术的革新发展具有重要的科学意义和应用价值。此次研究成果的取得，标志着我校在化工分离领域的研究迈上新台阶，为相关产业的发展提供了有力支撑。

图3：分子模拟及分离过程机理研究

本研究工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202508419

（江耀 文/图 从怀萍/审核）

责任编辑：夏瑞