有一种气体，温室效应约为二氧化碳的1.48万倍，一旦排放可在大气中存留270 年——它就是三氟甲烷（CHF₃，即HFC-23），堪称含氟温室气体中的“狠角色”。

它是半导体刻蚀工艺的关键气体、高值含氟化学品的重要原料，却常混在大量氮气尾气中，浓度低、回收难，焚烧处理能耗高且易造成二次污染。怎么把它从废气里高效“捞”回来？西安交通大学团队给出的答案是：一把“分子钳”。

从“溶剂锚定”到“分子钳”：孔道设计的新思路

近日，西安交通大学化学工程与技术学院杨庆远教授团队（共同一作：张丽萍、管国威）在化学顶刊《Angewandte Chemie International Edition》发表研究论文，提出“溶剂锚定”（Solvent-Docking）策略，开发出新型吡啶羧酸基金属有机框架材料PAIF-101。

团队让配位DMF分子化身为“分子钳”：两个甲基像钳口一样精准卡住CHF₃，同时以亚埃级精度调节孔道尺寸、提供额外吸附位点——一把“钳子”解决“孔道尺寸”与“作用位点”两个问题。

CHF₃ 捕集策略

BET 563.5 m²/g背后：DMF撑起了怎样的孔道

为量化DMF对孔道环境的影响，团队在精微高博JW-BK200C比表面积及孔径分析仪上完成了195 K下CO₂吸附-脱附等温线测试：PAIF-101呈典型I型等温线，100 kPa下CO₂饱和吸附量8.46 mmol/g，BET比表面积563.5 m²/g；脱除DMF的PAIF-102分别为5.07 mmol/g、253.5 m²/g。基于H-K法的孔径分布进一步显示，PAIF-101孔道集中分布在7.35 Å附近——DMF“锚”在不在孔道里，数据一眼可见。

195 K CO₂吸附等温线与H-K孔径分布

10 kPa吸附1.77 mmol/g：强亲和力从何而来

JW-BK200C比表面积及孔径分析仪还完成了298 K下CHF₃/N₂单组分吸附测试：PAIF-101在10 kPa低压下对CHF₃的吸附量即达1.77 mmol/g，饱和吸附量3.54 mmol/g，刷新目前已报道MOF的数据（优于UiO-66的2.74、MOF-801的2.42 mmol/g），约为PAIF-102的三倍；零覆盖度等量吸附热Qst达36.7 kJ/mol，表现出对CHF₃的强亲和力。

DFT计算与原位红外光谱揭示：DMF甲基与吡啶环通过C-H…F（2.73-3.18 Å）、C-H…π（3.10 Å）相互作用双重锚定CHF₃，而N₂相互作用明显更弱、难以竞争，故CHF₃/N₂（1/9）IAST选择性高达140（298 K）、312（273 K）；MD模拟亦显示CHF₃在x轴孔道中的扩散速率显著高于N₂。

298 K下CHF₃/N₂单组分吸附等温线

从实验室到产业：稳定、可放大、能落地

动态穿透实验表明，PAIF-101可产出纯度≥99.5%的CHF₃，60% RH高湿尾气下仍高效分离，连续5次循环无衰减；简单回流法即可克级放大，单批约5克。

PAIF-101毫克级合成与克级合成对CHF₃/N₂（5/95，v/v）的穿透曲线；PAIF-101在298 K和100 kPa下对湿态CHF₃/N₂（5/95，v/v）（20%、40%、50%、60% RH和70% RH）的穿透实验曲线；g级放大合成样品CHF₃/N₂等温线

从“孔道设计—结构表征—分离性能验证”，比表面积及孔径分析贯穿研发全流程，是让材料创新“看得见、说得清”的关键一环。该成果将溶剂分子作为“结构单元+功能位点”嵌入MOF孔道，为含氟温室气体的低能耗回收与资源化利用提供了可借鉴的模块化平台。 

精微高博将继续以高精度、高稳定性的材料表征产品及解决方案，陪伴更多科研团队把“设计”变成“数据”，把“论文”变成“产业”。 

（数据与图件来源：Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e6961230，DOI: 10.1002/anie.6961230；吸附等温线由精微高博JW-BK200C比表面积及孔径分析仪测试，加湿穿透实验使用精微高博MIX-100H穿透曲线与传质分析仪。）

关于JW-BK 200C型比表面积及孔径分析仪

BK 200C型比表面积及孔径分析仪是专为微孔材料表征设计的高精度科研级仪器。其核心优势在于配置了1 Torr（可选0.1 Torr）高灵敏度压力传感器与涡轮分子泵，配合多级真空控制系统，确保在超微孔范围内获得极高分辨率的等温线数据。仪器集成了BET比表面积、NLDFT/DFT孔径分布、t-plot微孔分析等全面模型，并具备Vctrl防抽飞、智能脱气判断等自动化功能，保障了复杂样品测试的稳定性和重复性（微孔中值孔径重复精度≤0.02 nm）。

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