The weaker adsorption of 1,3-butadiene in a metal-organic framework enables its separation from other C 4 hydrocarbons.

Converting CO2 into fuels via photochemical reactions relies on highly efficient and selective catalysts. We demonstrate that the catalytic active metal center can cooperate with neighboring hydroxide ligands to boost the photocatalytic CO2 reduction. Six cobalt-based metal-organic frameworks (MOFs) with different coordination environments are studied at the same reaction condition (photosensitizer, electron donor, water/organic mixed solvent, and visible light). In pure CO2 at 1.0 atm, the MOFs bearing μ-OH- ligands neighboring the open Co centers showed CO selectivities and turnover frequencies (TOFs) up to 98.2% and 0.059 s-1, respectively. More importantly, their TOFs reduced only ca. 20% when the CO2 partial pressure was reduced to 0.1 atm, while other MOFs reduced by at least 90%. Periodic density functional theory calculations and isotope tracing experiments showed that the μ-OH- ligands serve not only as strong hydrogen-bonding donors to stabilize the initial Co-CO2 adduct but also local proton sources to facilitate the C-O bond breaking.

Artificial photosynthesis of fuels and valuable compounds from CO2 and H2O, as a flawless method, has aroused universal interest. Metal-free catalytic materials with balanced efficiency and stability have rarely been...

Abstract Molecular sieving is an ideal separation mechanism, but controlling pore size, restricting framework flexibility, and avoiding strong adsorption are all very challenging. Here, we report a flexible adsorbent showing molecular sieving at ambient temperature and high pressure, even under high humidity. While typical guest‐induced transformations are observed, a high transition pressure of 16.6 atm is observed for C 2 H 4 at 298 K because of very weak C 2 H 4 adsorption (~16 kJ mol −1 ). Also, C 2 H 6 is completely excluded below the pore‐opening pressure of 7.7 atm, giving single‐component selectivity of ca. 300. Quantitative high‐pressure column breakthrough experiments using 1 : 1 C 2 H 4 /C 2 H 6 mixtures at 10 atm as input confirm molecular sieving with C 2 H 4 adsorption of 0.73 mmol g −1 or 32 cm 3 (STP) cm −3 and negligible C 2 H 6 adsorption of 0.001(2) mmol g −1 , and the adsorbent can be completely regenerated by inert gas purging. Furthermore, it is highly hydrophobic with negligible water adsorption, and the C 2 H 4 /C 2 H 6 separation performance is unaffected at high humidity.

Abstract Molecular sieving is an ideal separation mechanism, but controlling pore size, restricting framework flexibility, and avoiding strong adsorption are all very challenging. Here, we report a flexible adsorbent showing molecular sieving at ambient temperature and high pressure, even under high humidity. While typical guest‐induced transformations are observed, a high transition pressure of 16.6 atm is observed for C 2 H 4 at 298 K because of very weak C 2 H 4 adsorption (~16 kJ mol −1 ). Also, C 2 H 6 is completely excluded below the pore‐opening pressure of 7.7 atm, giving single‐component selectivity of ca. 300. Quantitative high‐pressure column breakthrough experiments using 1 : 1 C 2 H 4 /C 2 H 6 mixtures at 10 atm as input confirm molecular sieving with C 2 H 4 adsorption of 0.73 mmol g −1 or 32 cm 3 (STP) cm −3 and negligible C 2 H 6 adsorption of 0.001(2) mmol g −1 , and the adsorbent can be completely regenerated by inert gas purging. Furthermore, it is highly hydrophobic with negligible water adsorption, and the C 2 H 4 /C 2 H 6 separation performance is unaffected at high humidity.

Single Ti sites were incorporated into nickel hydroxide via cationic defects, enhancing the photocatalytic activity by more than 30 times, which can be attributed to a strong interaction with intermediates caused by electronic regulation.