论文链接 https://science./content/368/6494/1002 众所周知，通过碳氢化合物的蒸汽裂解，每年生产超过3.5亿吨的低级烯烃（乙烯，丙烯和1,3-丁二烯）。其中，在聚合物级低烯烃的生产过程中，将大量的化学混合物分离成更纯净的形式是全球能源消耗的巨大原因。为了获得聚合物级烯烃，必须将炔烃(乙炔、丙炔和丁炔)的副产物浓度降至5ppm以下，原因在于炔烃不可逆转地损害了聚合催化剂。迄今为止，最先进的烯烃纯化技术是基于炔烃在负载型Pd催化剂上的部分加氢；但是，这种方法的选择性差，成本高。同时，新兴的多孔吸附材料，特别是金属-有机骨架(MOFs)，表现出对炔烃的优先吸附性，从而表明吸附可以作为纯化的一种代替方法。然而，由于MOFs固有的有限的稳定性和高的生产成本，这种方法尚未商业化。此外，MOFs中驱动分离的主要物理吸附机制导致了吸附选择性和容量之间的权衡。 在广泛的研究中，沸石具有结构坚固性和低成本生产的优点，并且由于其分子筛特性而被广泛用于工业分离，但由于其分子大小和挥发性相似，因此对炔烃/烯烃分离效果不明显。沸石可以用作有用的支架，以稳定活性金属位点，从而揭示出以前未知的功能和特性。在这项工作中，作者将孤立的Ni（II）位点限制在八面沸石（FAU）沸石中，以实现对来自多种炔烃/烯烃混合物中的炔烃的显著吸附。炔烃与开放的Ni（II）位点之间的牢固但完全可逆的结合形成亚稳[Ni(II)(C2H2)3]在动态条件下络合，可以从烯烃（炔烃<1 ppm）中完全除去炔烃。Ni@FAU的简便生产和高稳定性增强了其在低级烯烃工业纯化中的潜力。 图1. Ni@FAU的C2H2和C2H4吸附数据 图2.炔烃/烯烃色谱柱分离研究 图3.Ni@FAU沸石的晶体结构与气体载荷的关系图 图4.Ni@FAU的INS光谱随气体负荷的变化 总而言之，固体吸附剂技术有望提高石油化工行业现有分离工艺的运行效率，并且炔杂质从烯烃中的分离可仅通过利用在它们的性能上的差异，如尺寸，形状，构象，极化率，配位能力，结合亲和力以及与吸附剂孔的几何形状匹配。几十年来，具有良好通道的沸石被认为是可行的气体分离候选材料，其主要是基于其分子筛特性。通过将原子分散的Ni（II）位点限制在FAU沸石通道中，在Ni@FAU中扩大了炔烃与烯烃结合的区别性，从而使得能够在与实际工艺相关的条件下生产聚合物级烯烃。Ni@FAU吸附剂将其简便的大规模合成方法和出色的稳定性相结合，为具有挑战性的炔烃/烯烃分离提供了潜在的实用解决方案。（文：Caspar） |
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