张振杰课题组：开发出从丙烯中同步去除痕量丙炔和丙二烯杂质的最佳材料

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丙烯（C3H6）是石化工业中重要的原材料，被广泛的用于生产聚丙烯，环氧丙烷，聚丙烯和嵌段丙烯腈等。截止到2017年,全球丙烯的产量达到1.2亿吨，仅次于第一大化工品乙烯。丙烯的生产主要来源于石脑油的裂解或轻烃的分馏，在这过程中会不可避免地引入微量的丙炔和丙二烯杂质，它们会严重毒害丙烯聚合的催化剂。为了增加催化剂寿命和提高催化效率，丙烯中杂质（丙炔+丙二烯）含量必须降至40ppm或更低。目前，用于除去痕量丙炔和丙二烯的主要技术手段是使用贵金属催化剂进行选择性加氢。但这种方法依然存在很多问题比如：生产成本高、催化剂寿命短、总体生产效率低、并可能引起二次污染。因此，开发一种能够从丙烯中高效同步去除痕量丙炔和丙二烯的新方法和新材料具有重要的意义。

近期，南开大学化学学院张振杰特聘研究员、美国圣安东尼奥大学(UTSA)陈邦林教授和太原理工大学李晋平/李立博教授团队通力合作，发展了一种利用金属-有机框架材料（MOFs）选择性的从丙烯中高效同步去除痕量丙炔和丙二烯杂质的新策略。张振杰课题组首先设计合成了一种新型超微孔MOFs，NKMOF-1（南开金属有机框架-1）。由于其具有合适的孔型、孔径、不饱金属位点以及吡嗪与客体分子之间的氢键和pi-pi相互作用，NKMOF-1同时对丙炔和丙二烯具有强的作用力和较弱的丙烯作用力。通过单晶测试确定了其能够在常温常压下捕获丙炔和丙二烯气体分子。混合气体分离实验进一步证明NKMOF-1能够在常温常压下从丙烯中高效同步去除痕量丙炔和丙二烯，并且分离效果超过了目前报道的其它材料，创造了新的丙炔/丙二烯/丙烯三组分气体分离的世界记录。这个材料有望将来用于石油化工中的重要分离过程。
该工作最近发表在Angewandte Chemie International Edition上。（DOI: 10.1002/anie.201904312）。文章第一作者为南开大学博士生彭云雷，共同第一作者为太原理工大学博士生贺朝晖。
该论文作者为：Yun-Lei Peng,# Chaohui He,# Tony Pham, Ting Wang, Pengfei Li, Rajamani Krishna, Katherine A. Forrest, Adam Hogan, Shanelle Suepaul, Brian Space, Ming Fang, Yao Chen, Michael J.Zaworotko, Jinping Li, Libo Li,* Zhenjie Zhang,* Peng Cheng, Banglin Chen*


张振杰课题组主要从事多孔材料吸附分离；新型膜材料制备；智能响应材料等方向的研究。近期成果可访问课题组主页：http://chem.nankai.edu.cn/dt.aspx?n=A001612358


张振杰，男，南开大学化学学院研究员。2002-2009年期间在南开大学获得材料化学学士学位和无机化学硕士学位（导师：长江学者程鹏教授）。2010-2014年期间，在美国南佛罗里达大学化学系获得化学博士学位（导师：Michael J. Zaworotko教授），主要研究卟啉负载的金属-有机框架材料的新合成方法和后修饰研究。2014-2016年期间，在加州大学圣地亚哥分校化学与生物化学系Seth M. Cohen教授研究组从事博士后工作研究，主要研究方向是高分子-金属有机框架杂化材料。2016年7月受聘于南开大学化学学院任特聘研究员。张振杰研究员在相关领域发表论文40余篇，其中以第一作者发表论文16篇，其中包括J. Am. Chem. Soc.（4 篇）、Angew. Chem. Int. Ed.（2篇）、Chem. Sci.（1 篇）、Chem. Soc. Rev.（1 篇）等。获得了2013年国家优秀自费留学生奖学金和2014年ACS Young Investigator Award（美国化学学会青年科学家奖）。


李晋平教授主持国家“863”计划项目、“973”前期研究专项、国家自然科学基金重点及面上项目、山西省煤基产业链煤层气专项子项目、山西省科技攻关项目及山西省省自然科学基金等项目30余项。在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等期刊发表学术论文200余篇，其中SCI收录120余篇，SCI被引2000余次；  授权中国发明专利18项。作为主要完成人获得国家技术发明二等奖1项，山西省技术发明一等奖1项，省部级自然科学二等奖3项。先后获得“第九届侯德榜化工科学技术奖-创新奖” 、“新世纪学术技术带头人333人才省级人选”、“山西省五一劳动奖章”和“山西省高等学校中青年拔尖创新人才”等荣誉称号。