Credito:Gruppo del Prof. YUAN
La rimozione dell'etano (C 2 h 6 ) dal suo analogo etilene (C 2 h 4 ) è di grande importanza nell'industria petrolchimica, ed è altamente impegnativo a causa delle loro proprietà fisico-chimiche simili. L'uso di materiali emergenti a gabbia organica porosa (POC) per C 2 h 6 /C 2 h 4 la separazione è ancora agli inizi.
Calix[4]resorcinarene, una sorta di cavitando macrociclico con una cavità intrinseca e otto gruppi fenolici polari del bordo superiore, è stato documentato come un eccellente elemento costitutivo per costruire composti a gabbia con cavità sintonizzabili per incapsulare varie molecole ospiti.
In uno studio pubblicato su Comunicazioni sulla natura , il gruppo di ricerca guidato dal Prof. Yuan Daqiang del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of the Chinese Academy of Sciences ha riferito che un [6+12] ottaedrico calix[4] POC a base di resorcinarene (CPOC-301) è un eccellente C 2 h 6 -materiale selettivo, e può essere utilizzato come un robusto assorbente per fornire direttamente C . di elevata purezza 2 h 4 da C 2 h 6 /C 2 h 4 miscela.
I ricercatori hanno preparato CPOC-301 tramite l'autoassemblaggio di tetraformilresorcina[4]arene e p-fenilendiammina in condizioni lievi.
La diffrazione dei raggi X da cristallo singolo ha rivelato che CPOC-301 ha una struttura ottaedrica troncata, con otto porte trigonali con lunghezza del bordo che raggiunge circa 12 Å, e una grande cavità con diametro interno e volume che raggiungono rispettivamente 16,8 Å e 4270 Å 3 . L'impaccamento allo stato solido di CPOC-301 ha suggerito che possiede un canale unidimensionale, con un diametro di ~7 Å, visto da [001] direzione.
L'azoto (N 2 ) l'isoterma di adsorbimento di gas di CPOC-301 ha mostrato una tipica curva di tipo I con una piccola frazione di un comportamento di adsorbimento di tipo IV. Il massimo N 2 l'assorbimento è di 670 cm 3 G -1 , e il Brunauer–Emmett–Teller (BET) calcolato di CPOC-301 è fino a 1962 m 2 G -1 . Inoltre, CPOC-301 ha mostrato un adsorbimento preferenziale di C 2 h 6 sopra C 2 h 4 a temperatura ambiente.
Il risultato del calcolo della teoria della soluzione adsorbita ideale (IAST) ha dimostrato che C 2 h 6 /C 2 h 4 l'intervallo di selettività per CPOC-301 va da 1,3 a 1,4 a 293 K. Le curve di svolta hanno ulteriormente dimostrato che CPOC-301 può realizzare in modo efficiente la separazione completa di C 2 h 4 da C 2 h 6 /C 2 h 4 miscele, e le sue prestazioni di separazione non cambiano ovviamente entro sette cicli continui.
Studi di modellistica molecolare hanno suggerito l'eccezionale C 2 h 6 la selettività è dovuta alle opportune cavità di resorcina[4]arene in CPOC-301, che formano più legami idrogeno C–H···π con C 2 h 6 che con C 2 h 4 ospiti.
Questo studio fa luce sulla progettazione e sulla sintesi di POC basati su cavitandi supramolecolari come "additivi porosi" in applicazioni di separazione di colonne e membrane per gas di importanza industriale in futuro.
