刘克峰, 任丹妮, 孙　辉, 沈本贤, 刘纪昌

(华东理工大学石油加工研究所, 上海 200237)



ZIF-8的合成、 表征及正己烷吸附性能

刘克峰, 任丹妮, 孙辉, 沈本贤, 刘纪昌

(华东理工大学石油加工研究所, 上海 200237)

以甲醇为溶剂, 硝酸锌六水合物为锌源, 2-甲基咪唑为有机配体, 通过溶剂热法合成了金属有机骨架材料ZIF-8; 采用X射线衍射(XRD)、 氮气吸附、 热重-差热分析(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对ZIF-8样品进行了表征; 研究了正己烷在ZIF-8上的液相吸附动力学和动态选择性吸附性能. 结果表明, 合成的ZIF-8晶体具有方钠石结构, 结晶度较高, 孔结构主要为0.37～1.10 nm的微孔, BET比表面积为1836 m2/g, 孔体积为0.65 cm3/g. TG-DSC和高温原位XRD分析结果表明, 合成的ZIF-8具有良好的热稳定性能. 283～313 K时, 正己烷在ZIF-8上液相吸附的扩散系数为(2.53～8.88)×10-12cm2/s, 扩散活化能为31.11 kJ/mol; 308 K时, ZIF-8对正己烷的动态饱和吸附量为187.3 mg/g, 由吸附穿透曲线计算得出Thomas速率常数为2.17×10-3mL·min-1·mg-1. 与5A分子筛相比, ZIF-8对正己烷的吸附容量高出约1倍, 液相吸附表观扩散时间常数高出约70%.

ZIF-8; 正己烷; 吸附动力学; 吸附容量; 动态吸附

基于分子管理的吸附分离工艺[1,2], 通过将石脑油中的正构烷烃高效分离, 针对烃类分子转化规律的不同, 在分子尺度上实现了石脑油中同族分子的定向配置和高效转化, 显著提高了石脑油的综合利用效率. 目前, 工艺所使用的吸附剂主要为5A分子筛[3], 由于受A型分子筛α笼吸附容量的制约, 尤其是采用有黏结剂分子筛吸附剂时, 吸附/脱附操作切换频繁, 同时受正构烷烃在分子筛微孔内扩散速率的……