杨 涵, 汤雯淇, 曾 楚, 孟莎莎, 徐 铭

(南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏 南京 210023)

气体分离具有十分重要的意义,例如烷烃异构体和苯系物的分离都被认为是改变世界的七大分离之一[1]。传统的化工气体分离常常以蒸馏、萃取等热分离方式进行,其经济成本高、分离时间长,且分离选择性低,如难以分离尺寸与沸点相近的二甲苯异构体[2]。相比之下,吸附分离具有更高的灵敏度与分辨率,可以实现不同气体成分的快速、高效分离,其中,气相色谱是较为常用的一种微量气体的分离技术,其设备易于操作,且对环境较为友好[3]。

气相色谱分离能力的核心是色谱固定相。目前已被报道的固定相有沸石类多孔材料、柔性聚合物、共价有机骨架、多孔氧化物、硫族化物、多孔配位聚合物和离子液体等[4-7]。金属有机骨架材料(MOFs)是由有机配体(多为芳香族多元羧酸)和金属离子或金属簇自组装而成的多孔晶态材料[8-12]。MOFs具有较大的比表面积和孔隙率,这为气体的吸附和分离提供了丰富的活性位点和灵活的扩散路径。此外,多变的有机配体和金属中心使MOFs的形状与孔径具有高度可调性,可在原子水平上对其内部孔隙结构进行精确控制,从而可针对不同种类的目标物来设计合适的孔道结构。因此,MOFs被认为是非热分离[13,14]的首选材料之一,在气体分离过程中具有重要的意义[15-19]。目前,MOFs作为气相色谱固定相已在各种混合气体的分离中得到了广泛应用,如烷烃、二甲苯异构体、有机污染物等[20]。……