本技术属于金属有机配位聚合物材料,属于晶态材料的技术领域,特别涉及一种金属有机框架材料在去除环己烷中痕量苯的应用。所述金属有机框架材料Zn‑Ade‑TCPE通过4,4',4'',4'''‑(乙烯‑1,1,2,2‑四基)四苯甲酸、腺嘌呤和六水合硝酸锌在溶剂热条件下合成。所述Zn‑Ade‑TCPE具有狭缝状孔道结构,该孔道结构特征提升了材料对于苯分子的选择性吸附能力。此外,Zn‑Ade‑TCPE孔壁上氮、氧等原子或基团对吸附苯分子产生多重相互作用,提升了二者的亲和力。这些因素的协同作用使该材料展现出优异的苯/环己烷分离能力。
背景技术
苯和环己烷是石化工业中的两种重要化学品,它们的分离在各种工业流程中至关重要。然而,由于这两种化合物的沸点接近(苯:80.1℃,环己烷:80.7℃)、分子大小相似且容易形成共沸物,使得传统的蒸馏方法效率低下且能耗高,因此这两种化合物的分离面临着巨大的挑战。环己烷被广泛用于生产己二酸和己内酰胺,而己二酸和己内酰胺是尼龙的前体。高纯度环己烷的生产对尼龙生产,以及一些医药中间体、高纯溶剂的生产都至关重要。另一方面,苯是I类致癌化合物,环己烷中即使含有极低浓度的苯,也会对民众健康和环境带来危害。工业上,环己烷一般是通过苯的催化加氢生产。环己烷产物中极少量未反应完的苯的去除技术上极具挑战性,需要复杂的工艺和繁杂的流程操作实现,能耗极高。针对此问题,开发高效节能的材料和方法具有重要意义。
用于从环己烷中去除痕量苯的理想吸附剂应该至少具备两个特征:高的苯/环己烷吸附选择性和在苯/环己烷混合物中对痕量苯的高吸附能力。然而,大多数报道的具有高苯/环己烷吸附选择性的吸附剂,在低分压下对苯的吸附量较低。如果没有高的吸附选择性,即使在单组分吸附中它们在低分压下具有较高的苯吸附量,其在苯/环己烷混合物分离中的表现仍然不能满足实际的需要。目前还没有发现有吸附剂能够同时满足上述两个要求。
在已报道的用于这种分离的各种晶体材料中,MOF因其高表面积、可调孔径和多种功能而备受关注。一些MOF,如MFM-300(Sc)、Mn-DHBQ和MAF-stu-13已显示出对环己烷中苯的显著选择性和吸附能力。然而,MOFs吸附剂对环己烷中极低浓度苯的去除性能,尤其在液相条件下,却很少被研究和证实。
实现思路