Crédito:Grupo del profesor YUAN
La eliminación de etano (C 2 H 6 ) de su análogo etileno (C 2 H 4 ) es de gran importancia en la industria petroquímica, y es muy desafiante debido a sus propiedades fisicoquímicas similares. El uso de materiales emergentes de jaulas orgánicas porosas (POC) para C 2 H 6 /C 2 H 4 la separación está todavía en su infancia.
Calix [4] resorcinareno, una especie de cavitación macrocíclica y con una cavidad intrínseca y ocho grupos fenólicos polares del borde superior, se ha documentado como un excelente bloque de construcción para construir compuestos de jaulas con cavidades sintonizables para encapsular varias moléculas huéspedes.
En un estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza , el grupo de investigación dirigido por el Prof. Yuan Daqiang del Instituto de Investigación de Fujian sobre la Estructura de la Materia de la Academia China de Ciencias informó que un [6 + 12] calix octaédrico [4] basado en resorcinareno POC (CPOC-301) es un excelente C 2 H 6 -material selectivo, y se puede utilizar como un absorbente robusto para proporcionar directamente C de alta pureza 2 H 4 desde C 2 H 6 /C 2 H 4 mezcla.
Los investigadores prepararon CPOC-301 mediante el autoensamblaje de tetraformilresorcina [4] areno y p-fenilendiamina en condiciones suaves.
La difracción de rayos X de cristal único reveló que CPOC-301 tiene una estructura de octaedro truncado, con ocho puertos trigonales que tienen una longitud de borde que alcanza aproximadamente 12 Å, y una gran cavidad con diámetro interior y volumen que alcanzan respectivamente 16,8 Å y 4270 Å 3 . El empaque de estado sólido de CPOC-301 sugirió que posee un canal unidimensional, con un diámetro de ~ 7 Å, visto desde la dirección [001].
El nitrógeno (N 2 ) la isoterma de adsorción de gas de CPOC-301 mostró una curva típica de tipo I con una pequeña fracción de un comportamiento de adsorción de tipo IV. El máximo N 2 la adsorción es de 670 cm 3 gramo -1 , y el Brunauer – Emmett – Teller (BET) calculado de CPOC-301 es de hasta 1962 m 2 gramo -1 . Es más, CPOC-301 exhibió adsorción preferencial de C 2 H 6 sobre C 2 H 4 a temperatura ambiente.
El resultado del cálculo de la teoría de la solución adsorbida ideal (IAST) demostró que C 2 H 6 /C 2 H 4 El rango de selectividad para CPOC-301 es de 1.3 a 1.4 a 293 K. Las curvas de avance demostraron además que CPOC-301 puede realizar de manera eficiente la separación completa de C 2 H 4 desde C 2 H 6 /C 2 H 4 mezclas, y su rendimiento de separación no cambia obviamente dentro de siete ciclos continuos.
Los estudios de modelado molecular sugirieron el excepcional C 2 H 6 la selectividad se debe a la resorcina adecuada [4] cavidades de areno en CPOC-301, que forman más múltiples enlaces de hidrógeno C – H ··· π con C 2 H 6 que con C 2 H 4 huéspedes.
Este estudio arroja luz sobre el diseño y síntesis de POC basados en cavitandos supramoleculares como "aditivos porosos" en aplicaciones de separación de membranas y columnas para gases de importancia industrial en el futuro.
