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背景介绍
图文解析
要点：HOF-FJU-8中含有两种DP-4CN分子，它们通过两个D-A π∙∙∙π相互作用相互连接，距离分别为3.673和3.495 Å(图1b)。第一种DP-4CN分子通过C≡N∙∙∙H-C氢键二聚体与四个相邻DP-4CN连接，形成具有5.8×5.2 Å2的2D层(图1c)。2D层之间的距离为10.95 Å(图1d)，第二种DP-4CN分子斜插入二维通道，通过D-Aπ∙∙∙π相互作用连接相邻的层(图1e)。最终得到的三维框架孔径大小为4.6×4.2 Å2的一维通道(图1f)。
要点：通过196 K的CO2吸附等温线显示，在P < 2 kPa的低压区域表现快速吸附，表明具有微孔特性(步骤1)。在23 kPa时迅速达到饱和后(步骤2)，然后在26 kPa时由于框架的门开效应吸附量又突然上升(步骤3)。在95 kPa达到饱和吸附，CO2的吸附容量为110 cm3 g-1(步骤4)。这种独特的气体吸附行为表明了HOF-FJU-8a的柔性特性。为了进一步了解HOF-FJU-8a的柔-刚性，对HOF-FJU-8a进行原位PXRD测试(图2b)。随着二氧化碳压力从0.17 kPa增加到87.6 kPa，与Miller指数(102)对应的峰值略微向右偏移，表明有轻微的结构变化。从HOF-FJU-8a的结构分析来看，(102)平面垂直于C≡N∙∙∙H-C氢键二聚体(图2c)。而(221)平面几乎保持不变，表明多个D-A π∙∙∙π相互作用增强了HOF-FJU-8a的刚性(图2d)。
要点：77 K N2吸附等温线证明HOF-FJU-8a具有永久孔隙率。在296 K时，HOF-FJU-8a对C2H2的吸附容量为41 cm3 g-1，而CO2只有28 cm3 g-1(图3b)。在296 K下，C2H2/CO2选择性为3.9。HOF-FJU-8a对C2H2的Qst为28.3 kJ/mol，高于CO2 (25.8 kJ/mol)（图3d），表明HOF-FJU-8a与C2H2之间的亲和力强于CO2。动态穿透实验表明HOF-FJU-8a能够有效分离C2H2/CO2混合物，循环测试证明其具有良好的可重复性。
要点：图4a显示，C2H2分散在HOF-FJU-8a的一维孔道中，产生C-H∙∙∙N氢键相互作用(C∙∙∙N距离：3.73 Å)、C-H∙∙∙π(3.82、3.86和3.99 Å)相互作用，以及π∙∙∙π相互作用(3.75 Å)(图4b)。原位PXRD测试显示(图4c)，随着压力增大，Miller指数(102)对应的峰值逐渐向较低的角度移动，表明在吸附C2H2过程中，其通道轻微膨胀。相比之下，较少的CO2分散在通道中(图4d)，计算表明CO2分子与框架有C-H∙∙∙O氢键相互作用(距离为3.75和3.95 Å)(图4e)。而CO2的原位PXRD测试显示出(221)的峰轻微右移(图4f),发生孔道轻微收缩。
总结与展望
作者：LJH 指导：ZYB
DOI：10.31635/ccschem.023.202302840
Link：https://doi.org/10.31635/ccschem.023.202302840
