Os pesquisadores revelam uma gaiola orgânica porosa robusta com retenção de etano para uma aplicação eficiente de purificação de etileno
p Crédito:Grupo do Prof. YUAN
p A remoção de etano (C
2 H
6 ) a partir de seu etileno análogo (C
2 H
4 ) é de grande importância na indústria petroquímica, e é altamente desafiador devido às suas propriedades físico-químicas semelhantes. O uso de materiais emergentes de gaiola orgânica porosa (POC) para C
2 H
6 / C
2 H
4 a separação ainda está em sua infância. p Calix [4] resorcinareno, um tipo de cavitandos macrocíclicos com uma cavidade intrínseca e oito grupos fenólicos polares superiores, foi documentado como um excelente bloco de construção para construir compostos de gaiola com cavidades ajustáveis para encapsular várias moléculas hóspedes.
p Em um estudo publicado em
Nature Communications , o grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Yuan Daqiang do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências relatou que um [6 + 12] calix octaédrico [4] POC baseado em resorcinareno (CPOC-301) é um excelente C
2 H
6 - material seletivo, e pode ser usado como um absorvente robusto para fornecer diretamente C de alta pureza
2 H
4 de C
2 H
6 / C
2 H
4 mistura.
p Os pesquisadores prepararam o CPOC-301 por meio da automontagem de tetraformilresorcina [4] areno e p-fenilenodiamina em condições moderadas.
p A difração de raios-X de cristal único revelou que o CPOC-301 tem uma estrutura de octaedro truncada, com oito portas trigonais tendo o comprimento da borda atingindo cerca de 12 Å, e uma grande cavidade com diâmetro interno, bem como volume que atingem, respectivamente, 16,8 Å e 4270 Å
3
. O empacotamento de estado sólido do CPOC-301 sugeriu que ele possui um canal unidimensional, com um diâmetro de ~ 7 Å, visto da direção [001].
p O nitrogênio (N
2 ) a isoterma de adsorção de gás do CPOC-301 mostrou uma curva típica do tipo I com uma pequena fração do comportamento de adsorção do tipo IV. O máximo N
2 a adsorção é de 670 cm
3
g
-1
, e o Brunauer – Emmett – Teller (BET) calculado do CPOC-301 é de até 1962 m
2
g
-1
. Além disso, CPOC-301 exibiu adsorção preferencial de C
2 H
6 sobre C
2 H
4 à temperatura ambiente.
p O resultado do cálculo da teoria da solução adsorvida ideal (IAST) demonstrou que C
2 H
6 / C
2 H
4 a faixa de seletividade para o CPOC-301 é de 1,3 a 1,4 a 293 K. As curvas de avanço provaram ainda que o CPOC-301 pode realizar com eficiência a separação completa de C
2 H
4 de C
2 H
6 / C
2 H
4 misturas, e seu desempenho de separação não muda obviamente em sete ciclos contínuos.
p Estudos de modelagem molecular sugeriram o excepcional C
2 H
6 a seletividade é devida às cavidades de resorcina [4] areno adequadas em CPOC-301, que formam mais ligações múltiplas de hidrogênio C – H ··· π com C
2 H
6 do que com C
2 H
4 convidados.
p Este estudo lança luz sobre o projeto e síntese de POCs com base em cavitandos supramoleculares como "aditivos porosos" em aplicações de separação por coluna e membrana para gases industrialmente importantes no futuro.
