金属有机骨架材料（Metal Organic Frameworks，MOFs）具有与沸石分子筛相似的晶体结构。基于有机配体与无机金属离子的多样性，研究人员可以构建出比传统分子筛材料更为纷繁复杂的MOFs结构。另外，相比于传统的分子筛材料，MOFs具有更加易于调节的孔道尺寸和灵活多变的表面官能团，这些特点使其在吸附分离方面表现出优异的性能和发展潜力。

二甲苯异构体的分离在石油化工领域具有重要意义。多年来，DNL1205组研究团队一直致力于研发用于二甲苯异构体分离的高效吸附剂。先后在优先吸附邻二甲苯的含氟阴离子SiF62-杂化的MOFs材料（Chem.-Eur.J.）以及优先吸附对二甲苯的高结晶度MIL-125材料的合成研究和吸附机理研究方面（Chin.J.Catal.）取得系列进展，实现了在室温下二甲苯异构体的有效分离，对MOFs材料的吸附作用机理有了更加深入的认识。

近日，研究团队在MOFs吸附分离二甲苯异构体研究中取得新进展，成功制备一类含金属钴的柱撑型材料，在二甲苯异构体分离中表现出优异的竞争吸附选择性。

研究发现，该类柱撑层状材料吸附剂在25℃下对二甲苯/间二甲苯液相竞争选择性为30，对二甲苯/邻二甲苯的竞争选择性为16。通过穿透实验、吸附动力学实验和程序升温脱附实验等，均证明了该吸附剂与二甲苯三种异构体具有不同相互作用和吸附能力，在竞争条件下对二甲苯是优势吸附组分。此外利用分子模拟和计算解释了二甲苯异构体不同吸附选择性原因。分子静电势分布图和相互作用能计算结果均表明二甲苯分子与吸附剂骨架的相互作用强度顺序为对二甲苯≫邻二甲苯≈间二甲苯。

本工作表明该类柱撑材料由于其丰富的配体和多变的拓扑结构有望成为一类新型二甲苯选择吸附剂。

相关研究成果以“Efficient Separation of Xylene Isomers by a Pillar-Layer Metal–Organic Framework”为题，于近日发表在ACS Appl. Mater. Interfaces上。上述研究工作得到国家自然科学基金和兴辽英才计划等项目的支持。（文/图：杨丽平、徐云鹏）

Efficient Separation of Xylene Isomers by a Pillar-Layer Metal-Organic Framework.Liping Yang, Hanbang Liu, Danhua Yuan, Jiacheng Xing,Yunpeng Xu*, Zhongmin Liu.ACS Applied Materials & Interfaces, DOI: 10.1021/acsami.1c10462, 2021.