二甲苯異構(gòu)體的分離是石油化工領(lǐng)域的關(guān)鍵過(guò)程和高耗能過(guò)程，這是因?yàn)槎妆疆悩?gòu)體的分子結(jié)構(gòu)以及沸點(diǎn)非常類似。
有鑒于此，浙江大學(xué)鮑宗必教授、Ying Liu、北京化工大學(xué)羅勇副教授等報(bào)道合成了新型核殼結(jié)構(gòu)ZIF復(fù)合材料，ZIF-65@ZIF-67。這種核殼結(jié)構(gòu)基于“殼控制擴(kuò)散-核促進(jìn)傳質(zhì)”協(xié)同策略（shell-gated diffusion and core-facilitated transport），增強(qiáng)二甲苯異構(gòu)體的分離。
本文要點(diǎn)：
（1）
殼層ZIF-67能夠選擇性的限制體積更大的二甲苯異構(gòu)體分子（MX和OX）擴(kuò)散，內(nèi)核ZIF-65能夠加快PX分子的擴(kuò)散，因此顯著增強(qiáng)二甲苯異構(gòu)體分子之間的擴(kuò)散區(qū)別。通過(guò)氣相吸附實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬的結(jié)果表明，這種核殼結(jié)構(gòu)使得顯著改善選擇性和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)。
（2）
與單一的ZIF相比，ZIF-65@ZIF-67核殼復(fù)合結(jié)構(gòu)材料液相吸附的PX/OX選擇性提高12.5倍，動(dòng)力學(xué)選擇性提高3.4倍。理論計(jì)算模擬進(jìn)一步展示了異相控制擴(kuò)散機(jī)理，驗(yàn)證了核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有時(shí)間分辨的擴(kuò)散調(diào)節(jié)效應(yīng)。這項(xiàng)工作展示了核殼MOF復(fù)合材料在改善分子的篩分用于工業(yè)分離中的重要前景，為增強(qiáng)多重組分的動(dòng)力學(xué)分離性能提供幫助。
參考文獻(xiàn)
Linghe Yang, Guangtong Hai, Ying Liu, Fang Zheng, Fuxing Shen, Lihang Chen, Baojian Liu, Zhiguo Zhang, Qiwei Yang, Qilong Ren, Yong Luo, Zongbi Bao, Tailoring molecular diffusion in core-shell zeolite imidazolate framework composites realizes efficient kinetic separation of xylene isomers, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202420953
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202420953
