乙炔是广泛应用于各种精细化学品和电子材料的前体。由于二氧化碳和乙炔的分子尺寸、物化性质非常相似，从乙炔产品中分离出二氧化碳杂质是乙炔生产中的一个重要课题。多孔材料的选择性吸附分离是一种很有前景的技术，可以替代目前非常昂贵和消耗能源的方法，但由于缺乏有效的设计策略，实现较高的CO2/C2H2吸收比和较小的C2H2吸附仍然是一个巨大的挑战。

近日，中科院福建物质结构研究所的郭国聪研究员（点击查看介绍）和王明盛研究员（点击查看介绍）合作提出了一种光诱导电子转移策略，以紫精衍生物和含氧的芳香酸为配体，构建了一个具有静电梯度的多孔材料用于选择性吸附二氧化碳。首先，内盐形式的紫精其本身固有的静电梯度有利于选择性吸附二氧化碳。光诱导电子转移后生成的自由基π对二氧化碳π分子具有很强的亲和力，利于增大二氧化碳的吸附。其次，引入具有较大给电子能力的含氧羧酸配体，光致变色过程中电子从含氧羧酸配体转移到紫精衍生物，保存了材料的静电梯度，防止降低二氧化碳的吸附。同时，乙炔容易和氧原子形成H–C ≡C–H…O氢键作用，含氧羧酸配体失去电子后，这种氢键作用会减弱从而减少乙炔的吸附。

最终，这种光诱导电子转移策略构建的多孔材料实现了较高的CO2/C2H2吸附比和较小的C2H2吸附。在273 K, 1bar条件下，变色前CO2/C2H2吸附比为5.0，变色后，CO2/C2H2吸附比提高到7.1，是迄今发现的第二高值。此外，还首次观察到由于自由基产生后环间二面角的变化而产生的前所未有的光控制“门”效应：变色前，随着二氧化碳的吸入，结构中的吡啶环间二面角变小，联吡啶基团逐渐趋于平面化，MOF结构的变化引起二氧化碳吸附量的突然增大，于是在60 KPa附近出现了“门”效应，这种结构变化引起的“门”效应可以通过变温的单晶结构解释；由于光诱导产生自由基后类紫精化合物中的环间二面角已经趋于平面化，二氧化碳的吸入不会引起结构的变化，因此变色后化合物并没有显示出“门”效应。这些发现将促进新一代乙炔生产分离技术的发展，为设计和合成高效气体吸附分离多孔材料提供启发。来源：X-MOL