基于双醇的水稳定微孔框架,用于有效分离MTO产品
Guoli Zhen1,2, Yongyao Liu2, Yunzhe Zhou2
1College of Chemistry, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350108, P.R. China.
ACS applied materials & interfaces
|December 29, 2023
概括
一种新型的水稳定金属有机框架 (MOF) 在单个步骤中有效地将 (C3H6) 从乙烯 (C2H4) 中分离出来. 这种吸附剂达到高纯度和产量,在各种条件下表现出强大的性能,用于甲醇到烯 (MTO) 技术.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 分离科学 分离科学
背景情况:
- 甲醇到烯酸 (MTO) 技术对于生产轻烯酸至关重要.
- 乙烯 (C2H4) 和烯 (C3H6) 的有效分离对于高价值应用至关重要.
- 为了选择性MTO产品分离,需要开发先进的吸附剂.
研究的目的:
- 设计和合成一个高度水稳定的金属有机框架 (MOF).
- 评估MOF在分离C3H6和C2H4.4方面的能力和选择性.
- 在动态分离实验和不同条件下评估MOF的性能.
主要方法:
- 一种新型MOF的合成: [Cu3(OH) 2 ((Me2BPZ) 2) · (溶剂) (1).
- 结构稳定的表征,包括水稳定性和N2吸收.
- 对C3H6和C2H4.4的气体吸附测量在298K和1bar时进行.
- 对C3H6/C2H4混合物分离的动态突破实验.
- 理论模拟以了解吸附机制.
主要成果:
- 合成的MOF表现出异常的水稳定性,在浸泡水7天后保留其结构和N2吸收.
- 对于C3H6 (138 cm3 g-1) 和C2H4 (52 cm3 g-1) 在298 K和1 bar 的高吸附能力.
- 有效的一步分离C3H6/C2H4混合物,其C2H4 (≥99.95%,84 L kg-1) 和C3H6 (≥99%,48 L kg-1) 的高产量.
- 分离性能不受增加的流速或湿度的影响.
- 理论模拟显示C3H6和MOF框架之间的相互作用更强,有利于C3H6捕获.
结论:
- 设计的MOF是一种高效和稳定的吸附剂,用于在MTO过程中将C3H6从C2H4分离出来.
- 它对水和湿度的坚固性,再加上高的选择性和容量,使它成为工业应用的前景.
- MOF为生产高纯度烯酸提供了可行的解决方案,推进了MTO技术.
