從汽水瓶到聚酯纖維服裝，乙烯廣泛地存在于我們的日常生活用品中。為了滿足這一部分需求，殼牌石油公司正在賓夕法尼亞州的比弗縣建設乙烷裂解裝置，專門用于將天然氣里面的大量乙烷轉化成乙烯分子。但是，工業上用于將乙烷轉化為高價值的乙烯的化學反應是有一定限度的，因而生產過程中會產生不純的乙烯-乙烷混合物。從乙烷中分離純乙烯是一個困難且昂貴的過程，但匹茲堡大學斯旺森工程學院的一項新研究有望簡化這一過程。發表在《美國化學協會雜志》和《有機金屬》上的兩篇論文中所描述的這項技術將通過設計出僅結合乙烯分子的材料來避免其液化和蒸餾，從而將乙烯與乙烷分離。
乙烯是具有不飽和鍵的烯烴（如同不飽和脂肪）。當前從乙烷中分離出乙烯的方法是將混合物冷卻至非常低的溫度，再將其液化，然后進料到大型蒸餾塔中分離，這是一種高能耗且昂貴的工藝過程。由化學和石油工程學系的Karl Johnson博士和Gtz Veser博士以及化學系的Nathaniel Rosi教授領導的團隊開發的這種新工藝將能夠節省大量能源，同時減少碳排放和成本。
這種新分離方法的核心是孤立的銅原子——烯烴可以像乙烯一樣牢固地與其鍵合。由于銅原子會自發地聚在一起，從而破壞了它們與烯烴鍵合的能力，因此匹茲堡的研究人員使用金屬有機框架（MOF）在正確的位置有效地隔離了單個的銅原子，從而生產出純度高達至少99.999％的高級乙烯。
Johnson說：“這種材料的獨特之處在于，孤立的銅原子處于金屬有機框架內正確的氧化態和正確的幾何形狀上，這將提供非常高的分離度（比其他的吸附方法要高），并且可以輕松地按比例增大。”化學與石油工程系教授，研究計算中心副主任W.K. Whiteford說道，“MOFs可以替代效率低下且成本高昂的工藝流程。”
由匹茲堡大學化學系的Mona H. Mohamed博士和同事撰寫的論文“在金屬有機框架中設計石蠟/烯烴分離的開放金屬位點”發表在《美國化學學會雜志》上。他們合作的另一篇論文“對Cu(I)-MFU-4/中開放金屬位點反應性和利用率的基本探究”發表在《有機金屬》上。
文章來源：氣品網
