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低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)2上的吸附行为

2021-11-26唐瑜佞王勋彭俊洁吴颖李忠

化工学报 2021年11期

唐瑜佞,王勋,彭俊洁,吴颖,李忠

(华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640)

引 言

发展高效的小分子气体分离技术在化学工业领域有着重要需求,如小分子烯烃烷烃的分离、甲烷氮气分离、N2和O2分离等。吸附分离技术被认为是最具发展和广泛应用前景的技术。吸附剂是吸附分离技术的核心,尤其是超微孔多孔吸附剂在小分子气体分离方面显示出优良的分离特性。金属-有机骨架(MOFs)材料[1-2]具有高比表面积、结构多样、孔道均一可调等特点。这些特征使其在超微孔吸附剂材料中占有非常重要的地位。开放的金属位点易于被客体分子接近,通过后合成修饰可以提高这些功能位点对不同客体分子的识别能力,提高吸附选择性。有机配体能够通过与金属中心多种配位方式形成不同的孔道结构,通过控制配体的种类、比例等有利于精准调控MOFs 的孔结构[3],从而选择性吸附具有不同空气动力学直径的气体分子。

针对烯烃烷烃相似物分离,吸附剂可分为烯烃选择性吸附剂[4-11],烷烃选择性吸附剂[12-17]以及烯烃筛分吸附剂[18-19]。其中烷烃选择性吸附剂能耗较低,更具有发展潜力和应用前景[20],利用烷烃选择性吸附剂,纯净的烯烃可以直接通过简单的吸附过程获得。Liao 等[12]合成了Zn 基MOFs 材料MAF-49,在316 K和1 bar(1 bar=0.1 MPa)下,C2H6/C2H4的IAST选择性为9,高于目前大部分的乙烷选择性材料。Liang等[13]成功制备了双配体MOFs 材料Ni(bdc)(ted)0.5,在273 K 和1 bar时,Ni(bdc)(ted)0.5对C2H6的吸附容量高达6.93 mmol/g。当压力小于1 bar时,其C2H6/C2H4的IAST 选择性为2~7.8。Lin 等[15]报道了超微孔MOFs材料Cu(Qc)2在298 K 和1 bar 下对C2H6/C2H4的IAST选择性高达3.4。……

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