UTSA-280的氨改性以及C2H4/C2H6分离性能研究

作     者：陈杨 杜亚丹 王勇 刘普旭 李立博 李晋平 Chen Yang;Du Yadan;Wang Yong;Liu Puxu;Li Libo;Li Jinping

作者机构：太原理工大学化学化工学院气体能源高效清洁利用山西省重点实验室太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室太原030024 

出 版 物：《化学学报》 (Acta Chimica Sinica)

年 卷 期：2020年第78卷第6期

页      面：534-539页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(Nos.21908155,21922810) 山西省青年科技研究基金(No.201901D211053) 山西省高等学校科技创新项目资助 

主　　题：金属有机骨架材料 氨改性 C2H4/C2H6分离 选择性 

摘      要：炼厂干气中回收乙烯是扩宽C2H4来源的有效途径,但C2H4和C2H6物理性质和分子尺寸非常接近,分离困难.金属有机骨架材料(MOFs)近年来在低碳烃分离领域展现出广阔的前景.本工作采用氨吸附改性调节UTSA-280的结构,通过一维直孔道大小的调节实现C2H4/C2H6的高效分离.改性后的UTSA-280具有独特的超微孔结构能提升C2H4的吸附,而完全不吸附稍大的C2H6,实现理想的C2H4/C2H6吸附选择性(1000).结果表明,改性后的UTSA-280的C2H4吸附量可提高至2.83 mmol/g,与未改性的材料相比增加29%,并且能阻挡C2H6的吸附,最终达到1200的C2H4/C2H6选择性.蒙特卡罗分子模拟(GCMC)计算C2H4/C2H6混合气体(1∶1)的吸附得出,改性后UTSA-280孔内的C2H4吸附相比于C2H6具有更多的吸附分布.通过C2H4/C2H6混合气体穿透实验测试,改性后的UTSA-280材料能展现出48 min以上的分离时间,相比于未改性的材料,分离性能提升近1倍.