包括丙烯（C₃H₆）和乙烯（C₂H₄）在内的轻质烯烃是石化行业产量和需求量最大的原材料，2023年全球总产量超过3亿吨。烃类裂解和甲醇制烯烃（MTO）反应是目前制备C₂H₄和C₃H₆的重要工艺，其中烃类裂解的主要杂质是乙烷（C₂H₆），MTO反应的主要产物含有C₃H₆和C₂H₄。因此乙烯纯化和丙烯回收在高纯烯烃原料的制备中至关重要。目前在气体分离领域崭露头角的MOF材料在规模化生产、原料成本、分离性能等方面仍存在巨大挑战。

针对上述挑战，近日我院侯磊教授、王尧宇教授课题组报道了一种易于大规模生产的稳定金属有机框架材料（MAC-4），并用于高效乙烯纯化和丙烯回收。MAC-4在常温和353 K较高温度下均表现出高的C₃H₆、C₂H₆吸附容量以及优异的C₂H₆/C₂H₄、C₃H₆/C₂H₄选择性。对于C₃H₆/C₂H₄和C₂H₆/C₂H₄二元混合物以及C₃H₆/C₂H₆/C₂H₄三元混合物，MAC-4在273-353 K的宽温度范围内均表现出优异的分离性能。例如，MAC-4在353 K下从C₂H₆/C₂H₄、C₃H₆/C₂H₄和C₃H₆/C₂H₆/C₂H₄混合物中可直接分离出8.2、64.5和5.9 L kg^-1的高纯度（≥99.9%）C₂H₄产品。并且通过气体吹扫，还可以从吸附C₃H₆/C₂H₄和C₃H₆/C₂H₆/C₂H₄混合物后的MAC-4中回收得到高纯度（≥99.5%）C₃H₆。同时，使用回流方法在短时间内从廉价易得的原料即可实现MAC-4的十克级合成。

上述研究成果以“Scalable Synthesis of Robust MOF for Challenging Ethylene Purification and Propylene Recovery with Record Productivity”为题目发表在（Angewandte Chemie International Edition）上，王刚丁博士和李泳志博士为文章共同第一作者，侯磊教授为通讯作者。（Gang-Ding Wang,⁺ Yong-Zhi Li,⁺ Rajamani Krishna, Wen-Yan Zhang, Lei Hou,* Yao-Yu Wang, and Zhonghua Zhu；https://doi.org/10.1002/anie.202319978）