乙炔是一种重要的工业前体，通常通过碳氢化合物蒸汽裂解及甲烷部分燃烧等工业过程生产，但过程中不可避免地会产生二氧化碳杂质。由于二氧化碳和乙炔分子在尺寸、形状以及物理性质方面高度相似，二者的高效分离成为一项极具挑战性的难题。

目前，工业上主要采用溶剂萃取技术进行分离，但该方法存在能耗高、产生化学废弃物等显著缺点。在这一背景下，吸附分离技术作为一种低能耗的替代方案受到了广泛关注，其核心在于开发高性能的吸附剂材料。相较其他吸附剂材料，沸石分子筛凭借其优异的热稳定性和水热稳定性、可调控的孔道结构以及规模化制备成本优势，展现出极大的应用潜力。然而，传统吸附剂材料，尤其是经过阳离子交换改性的小孔沸石分子筛，在吸附容量、选择性和吸附动力学性能的综合优化方面仍面临较大挑战。

针对这一技术瓶颈，于吉红教授团队提出了一种创新性的解决方案，通过对RHO分子筛进行阳离子种类调控和二氧化碳预吸附，成功实现了乙炔/二氧化碳选择性的反转，同时在保持较高的吸附容量和选择性的基础上，显著提升了二氧化碳吸附动力学性能。在298 K和1 bar下，Na-RHO分子筛通过“合页门”效应实现了高达105,515的二氧化碳选择性，吸附量达到4.39 mmol/g；而Ag-RHO分子筛则通过热力学效应优先吸附乙炔，选择性和吸附量分别可达10,872和4.16 mmol/g。通过三维电子衍射（3D ED）和X射线粉末衍射结构精修（Rietveld refinement）确认了Na⁺和Ag⁺离子均位于分子筛的单六元环（s6rs）和单八元环（s8rs）位点。进一步结合动态穿透曲线最大斜率分析以及密度泛函理论（DFT）计算证实，Na-RHO笼内预吸附的二氧化碳分子显著降低了“合页门”效应的能垒，从而促进了二氧化碳的扩散过程。

本工作为新一代吸附剂的开发以及吸附分离过程优化提供了创新思路。相关成果以"Cation-Tuning and Carbon Dioxide Preadsorption inRHOZeolite Flips Acetylene/Carbon Dioxide Selectivity with Accelerated Adsorption Kinetics"为题发表于《CCS Chemistry》（CCS Chem.2026, DOI: 10.31635/ccschem.025.202506640）。袋鼠影视 白若冰博士研究生、中国科学院大连化学物理研究所闫娜娜副研究员与天津工业大学包文丽博士研究生为共同第一作者，于吉红教授与闫文付教授为通讯作者。

图1.RHO分子筛中阳离子调控反转乙炔/二氧化碳选择性与二氧化碳预吸附策略提高吸附动力学示意图

全文链接：//doi.org/10.31635/ccschem.025.202506640