Angew：光诱导电子转移（PIET）策略助力MOF中C2H2选择性吸附CO2

二氧化碳（CO₂）和乙炔（C₂H₂）在尺寸、形状和物理性质上的相似性使得C₂H₂生产过程中从产品中分离出主要杂质CO₂成为一个巨大的挑战。虽然多孔材料的使用可以取代溶剂萃取、低温蒸馏等昂贵和高能耗的技术，但是尽在标准压力下，高的CO₂/C₂H₂吸收率和少量的C₂H₂吸附现象在近几年才被意外地发现，而且实现这一目标的总体设计策略仍然缺乏。

基于此，中科院福建物质结构研究所郭国聪研究员和王明盛研究员（共同通讯作者）等人报道了一种有效的光诱导电子转移（PIET）策略，并且在具有光致变色活性联吡啶两性离子的MOF中获得了多孔材料的第二高CO₂/C₂H₂吸附比值。

首先，作者选择了一种光活性两性离子配体来构建CO₂优先的MOF。研究发现具有路易斯酸位点或强静电场的MOF有利于吸附CO₂，并可能适用于容纳CO₂和区分CO₂/C₂H₂。两性离子对于正电和负电基团的存在具有固有的电场梯度，是构建CO₂优先MOF的良好候选者。双吡啶鎓两性离子很容易通过PIET形成稳定或亚稳定的自由基产物，表现出电子转移光致变色现象。

其次，还包括一种具有比光活性两性离子更强的给电子能力的含氧配体。当两性离子发生分子内电子转移时，从含O配体到两性离子的PIET不会导致电场梯度的损失，从而避免了CO₂吸附的减少。同时，C₂H₂易与O原子形成H-C≡C-H…O氢键。失去一个电子会削弱O原子的H接受强度，从而使C₂H₂的吸附减少。

在光诱导产生自由基物种后，作者首次观察到了前所未有的光控门效应。这些发现将启发设计和合成用于高效气体吸附和分离的多孔材料。

Photoinduced Electron-Transfer (PIET) Strategy for Selective Adsorption of CO₂ over C₂H₂ in a MOF. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202105491.

https://doi.org/10.1002/anie.202105491。