二氧化碳（CO₂）和乙炔（C₂H₂）在尺寸、形狀和物理性質上的相似性使得C₂H₂生產過程中從產品中分離出主要雜質CO₂成為一個巨大的挑戰。雖然多孔材料的使用可以取代溶劑萃取、低溫蒸餾等昂貴和高能耗的技術，但是盡在標準壓力下，高的CO₂/C₂H₂吸收率和少量的C₂H₂吸附現象在近幾年才被意外地發現，而且實現這一目標的總體設計策略仍然缺乏。

基于此，中科院福建物質結構研究所郭國聰研究員和王明盛研究員（共同通訊作者）等人報道了一種有效的光誘導電子轉移（PIET）策略，并且在具有光致變色活性聯吡啶兩性離子的MOF中獲得了多孔材料的第二高CO₂/C₂H₂吸附比值。

首先，作者選擇了一種光活性兩性離子配體來構建CO₂優先的MOF。研究發現具有路易斯酸位點或強靜電場的MOF有利于吸附CO₂，并可能適用于容納CO₂和區分CO₂/C₂H₂。兩性離子對于正電和負電基團的存在具有固有的電場梯度，是構建CO₂優先MOF的良好候選者。雙吡啶鎓兩性離子很容易通過PIET形成穩定或亞穩定的自由基產物，表現出電子轉移光致變色現象。

其次，還包括一種具有比光活性兩性離子更強的給電子能力的含氧配體。當兩性離子發生分子內電子轉移時，從含O配體到兩性離子的PIET不會導致電場梯度的損失，從而避免了CO₂吸附的減少。同時，C₂H₂易與O原子形成H-C≡C-H…O氫鍵。失去一個電子會削弱O原子的H接受強度，從而使C₂H₂的吸附減少。

在光誘導產生自由基物種后，作者首次觀察到了前所未有的光控門效應。這些發現將啟發設計和合成用于高效氣體吸附和分離的多孔材料。

Photoinduced Electron-Transfer (PIET) Strategy for Selective?Adsorption of CO₂ over C₂H₂ in a MOF. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202105491.

https://doi.org/10.1002/anie.202105491.