本技术涉及一种六氟硅酸阴离子改性的微孔材料,包括其制备工艺和在烯烃与烷烃吸附分离中的运用。该材料以金属离子Zn2+为框架,通过六氟硅酸阴离子的引入,增强了对烯烃和烷烃的选择性吸附能力。
背景技术
乙烯、丙烯等低碳烯烃是最基础的化工原料,广泛应用于多种下游化学品的生产,其需求量巨大,且随着社会经济的发展与日俱增。通过催化脱氢工艺制备低碳烯烃时转化率有限,这使得产物中不可避免地引入大量的烷烃,制备聚合级乙烯、丙烯的关键在于烯烃和烷烃的高效分离。
目前,低温精馏技术对是工业生产中分离低碳烯烃/烷烃的主要技术手段,但乙烯与乙烷、丙烯与丙烷分子尺寸接近,相对挥发度差异小,该技术分离低碳烯烃/烷烃时,精馏所需的塔板数与回流比极大,这导致了高额的能耗与运行成本,使得该工艺能耗高、投资大、工艺复杂,因此开发高效节能、清洁环保的乙烯/乙烷分离新技术迫在眉睫。
吸附分离是一种高效、节能的分离技术,该技术具有能耗低、成本低、工艺流程简单、产品纯度高等突出优势,体现出巨大的工业应用潜力,可获得较高的产品纯度和收率。吸附剂是吸附分离技术的核心,理想的吸附剂应具有高的吸附选择性。分子筛、共价有机框架材料(COFs)、氢键有机骨架材料(HOFs)、有机金属框架(MOFs)等多孔配位聚合物受到了广泛的关注。专利申请(CN109748770A)公开了一种超微孔金属有机框架材料用于实现乙烯/乙烷的分离,298K、1bar下乙烯/乙烷的吸附分离选择性为32.4;专利申请(CN111747819A)公开了一种咪唑类化合物修饰的改性分子筛分离乙烯/乙烷的方法,其乙烯/乙烷分离比2.72;专利申请(CN116139648A)公开了一种超微孔材料用于分离丙烯/丙烷,其吸附分离选择性为54.2;同时引入无机阴离子与氮唑配体以构筑材料并应用于烯烃/烷烃分离的专利或文献鲜有报道,更少有专利和文献尝试过引入其中的六氟硅酸根和氮唑配体以构筑材料且用于气体分离。
综上,现有乙烯/乙烷、丙烯/丙烷分离仍存在分离难度大的挑战。因此,亟待开发新的可有效实现烯烃/烷烃分离的材料。
实现思路