氟化气体在化工、制冷、空调、医疗及有机合成等领域中具有重要应用。然而，其排放会导致显著的温室效应。其中，六氟化硫作为关键工业气体，被广泛用于绝缘与蚀刻，但同时也是最强的温室气体之一。2018年全球SF₆排放量约为9000吨，引发了严重的环境担忧。由于其高度化学惰性，SF₆极难分解，通常需在高温、等离子体或射频放电等极端条件下处理，不仅能耗巨大，还可能生成有害副产物。因此，利用多孔材料进行高效SF₆吸附与去除成为一种更具前景的绿色替代方案。

中国科学院上海有机化学研究所赵延川研究团队长期致力于蝶烯类多孔材料的研发 (JACS Au 2022 ，7 ，1638；Cell Rep. Phys. Sci. 2023 ，4 ，101508；ACS Appl. Mater. Interfaces 2024 ，16 ，6403；Cryst. Growth Des. 2025 ，25 ，6014)。团队发展了共价有机框架、自具微孔聚合物及分子多孔晶体等多种蝶烯类多孔材料，并深入研究了蝶烯分子形状与自组装的构效关系。

图1. FPMC-1-β的结晶性、多孔性热稳定性、SF₆吸附分离性能及吸附位点结构

目前，SF₆吸附的机制主要是通过SF₆分子中的氟原子与孔道表面形成F…π相互作用或F…H氢键。但这些作用机制的特异性并不强，N₂分子与孔道表面的π体系及氢原子同样会产生类似的相互作用，对提高SF₆/N₂气体选择性不利。此外，目前报道的包含卤键的多孔材料往往将卤键作为连接结构单元的工具，导致多孔材料无法通过卤键与孔道中的气体分子发生相互作用。为实现对SF₆的高效分离，近日，该团队与华东师范大学何晓课题组合作研发了一种蝶烯分子多孔晶体FPMC-1-β，蝶烯结构中一方面有大量的可以用作卤键位点的具有σ空穴的溴原子，另一方面桥头碳位置由甲基取代，可通过位阻使分子层在堆积组装过程中发生位错，使σ空穴暴露于孔道表面，从而可与SF₆形成卤键，为SF₆/N₂高效分离提供了一种新的策略 (图1)。相关研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.202517907)。

该研究工作得到了国家自然科学基金委和中国科学院的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202517907