单阶段乙烯净化和MTO产品分离在一个丰富的微孔金属有机框架中

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:

• 金属有机框架 (MOF) 对于气体分离和净化至关重要.
• 乙烯 (C₂H₄) 和甲醇转烯 (MTO) 产品的有效分离在化学过程中仍然是一个重大挑战.
• 富含的MOF为有针对性的分离提供了独特的吸附性能.

研究的目的:

• 为了研究富含的MOF NTUniv-75在C2H4净化中的有效性.
• 评估NTUniv-75在分离甲醇到烯酸 (MTO) 产品中的性能.
• 阐明控制这些分离的吸附机制.

主要方法:

• NTUniv-75 MOF的综合和描述.
• 对各种C2碳化合物和MTO组件在298K的吸附能力测量.
• 突破性的实验来评估分离性能.
• 计算建模以了解吸附相互作用.

主要成果:

• NTUniv-75在298K时表现出有选择性的吸附,其顺序为C₂H₂ >C₃H₆ >C₂H₆ >C₂H₄ 在298K时.
• 从C2混合物中获得纯C₂H₄,其生产率为22.5mL g^-1.
• 对于MTO分离的生产率达到了43.0mLg-1 (C₂H₄) 和61.9mLg-1 (C₃H₆).
• 增加C₃H₆显著提高了C₂H₄的产量,几乎翻了一番.

结论:

• NTUniv-75在单步C₂H₄净化和MTO产品分离中显示出高效率.
• 胺 (MA) 功能组促进了C₂H₂/C₂H₄的分离.
• 类似口袋的孔径和C-H···π相互作用有助于选择性吸附和增强的C₂H₄产量.