近日，中國科學院大連化學物理研究所無機膜與催化新材料研究組研究員楊維慎、副研究員班宇杰團隊在金屬-有機框架（Metal-Organic Frameworks，MOFs）材料分離研究中取得新進展，基于分離材料表面化學調控，構建“水橋”型主-客體氫鍵，實現(xiàn)低濃度生物糠醛從其水溶液中快速、高效富集分離。

以（半）纖維素、木質素等可再生生物質作為原料的生物煉制過程是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的途徑之一，具有應用潛力。糠醛是一種重要的生物基平臺化合物，可作為燃料與高值化學品等。然而，由于糠醛沸點高（760 mmHg下，162°C）、多以水相溶液存在、濃度低（<6 wt%），分離面臨挑戰(zhàn)。

研究人員從高穩(wěn)定性MOF材料出發(fā)，基于多種官能化苯二甲酸配體，構筑系列“等網(wǎng)格”材料。研究表明，鍵合甲基的水合型MOF材料呈現(xiàn)出優(yōu)異的生物糠醛吸附性質，在極低糠醛水溶液體系中（0.5-3 wt.%）捕集率達98%；相對于木糖（糠醛制備原料），材料呈現(xiàn)出100%糠醛專一性吸附。此外，研究人員與山東大學鄧偉僑團隊合作，通過系統(tǒng)理論計算，證實了材料與糠醛之間“以水為橋”的獨特氫鍵鏈接方式，以及水合材料對糠醛有顯著提高的結合能。除吸附外，實驗證實了鍵合甲基的水合型MOF材料的糠醛脫附回收率最優(yōu)，達到93%，這對實際工業(yè)過程中回收糠醛和循環(huán)利用吸附材料具有意義。

相關研究成果發(fā)表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，研究工作得到國家自然科學基金等的支持。

大連化物所提出MOF主-客體相互作用調控實現(xiàn)低濃度生物糠醛富集分離