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腾骞生物~新文速递
点击次数:60 发布时间:2021-09-26

背景:

丙烯(C3H6)是石油化工生产的主要烯烃原料,仅次于C2H4,是生产各种化学品的重要原料。C3H6的纯度主要取决于C3H8的脱除,当前分离C3H8和C3H6主要是通过低温蒸馏技术,由于两者的沸点非常接近, 该分离过程所需能耗较高。变压吸附(PSA)技术具有较大的优势,是分离C3H8/C3H6混合物的一种潜在技术,关键是要开发合适的高性能吸附剂。金属-有机骨架(MOFs)材料作为一种新型的多孔材料,由于其具有良好的可设计性、结构和化学可调节性,在气体吸附分离领域得到了广泛的应用,为C3H8/C3H6的高效分离提供了可能。

成果


近日,北京化工大学陈建峰院士课题组和刘大欢教授课题组的常苗博士和任嘉豪博士选择具有三个芳香环的H2ADC (9,10-蒽二羧酸) 作为有机配体来构建这样的微环境。以柱状层状材料Ni(ADC)(TED)0.5 (TED=1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷或三乙二胺)为例,有趣的揭示了C3H8或C3H6的吸附可能会导致该MOF中无序的蒽环形成夹板状孔限制,并具有显著的重叠电位,由有机配体的大蒽环构成。这种特殊的结构可以相应地容纳平面构型的C3H8分子,允许C3H8与两侧蒽环表面强烈相互作用。C3H8相互作用的增强压倒了C3H6带来的竞争熵效应,因此材料对C3H8高度优先吸附强于C3H6的特异性。(9,10-蒽二羧酸和1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷由我司提供)。通过一系列表征手段和性能验证该材料对C3H8/C3H6的选择性可达6.4,远超当前报道的所有材料。同时动力学穿透实验也能够完全分离该体系并表现出最高破纪录的C3H6纯度。计算模拟也证实了该材料的优异性能是骨架中形成了对C3H8分子的特定夹板。

相关研究成果近期发表在工程类期刊《Separation and Purification Technology》,题目为:“A Robust Metal-Organic Framework with Guest Molecules Induced Splint-like Pore Confinement to Construct Propane-Trap for Propylene Purification"

北京化工大学在读博士生常苗和任嘉豪为论文的共同第一作者,北京化工大学阳庆元教授、王洁欣教授和刘大欢为通讯作者。

常用蒽目录:73016-08-7   341556-86-3    633-70-5   18512-55-5   3278-82-8

 7044-91-9  324750-99-4  1262433-90-8  42824-53-3


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