近日，化学化工学院张明星博士以第一作者在Nature communications发表题为“Fully inverse adsorption enables one-step high-purity C2H2 separation from ternary C2 mixtures in a robust porous crystal”（完全逆向吸附机制使多孔晶体实现三元 C2混合物中乙炔的一步高纯度分离）的研究论文。
直接获取电子级乙炔被视为分离领域的重大挑战，其根源在于传统多孔材料普遍遵循“乙炔>乙烯>乙烷”的吸附偏好，难以实现从三元 C2 混合物中一步分离高纯乙炔。该研究通过配体官能团调控，实现了对该吸附顺序的完全逆转。研究者通过在吡唑—羧酸配体上引入三氟甲基和甲基基团，成功构建出一系列 MOF-5 类似结构的多孔晶体材料。其中表现最优的材料 NTU-98展现出完全反转的 C2烃类吸附趋势（乙烷>乙烯>乙炔）,使其能在室温条件下，实现从三元 C2 混合进料中“一次操作”直接获得纯度超过 99.99% 的乙炔。密度泛函理论计算与气体加载晶体学分析进一步揭示了分子层面的作用机制：材料孔腔中精确定位的甲基基团显著增强了其与乙烯和乙烷的主客体相互作用，同时有效抑制了与乙炔的结合能力，从而实现选择性的完全反转。
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（杨凯）
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-65057-8
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