分子筛和金属有机骨架材料用于乙烯/乙烷分离的研究进展

在石油工业中,乙烯和乙烷由于分子尺寸和物化性质相近,具有很大的分离难度。与高能耗的深冷分离方法相比,以多孔材料(如分子筛等)作为吸附材料的吸附分离法可在常温下实现乙烯和乙烷的分离,具有低成本、低能耗等特点,在乙烯和乙烷的低能耗分离方面展现出了很大的潜力。笔者归纳了近30年来研究应用最为广泛的两类多孔材料(分子筛和金属有机骨架材料(MOFs))的晶体和孔道结构、改性方法及其乙烯/乙烷主要分离机理和应用效果。研究对比发现:分子筛类吸附材料对乙烯和乙烷具有较高的分离选择性以及优异的稳定性,但吸附容量较为一般;MOFs由于具有便于调控的骨架以及丰富的孔道结构,对乙烯和乙烷展现出了优异的吸附分离性能,然而其结构稳定性以及分离选择性仍有很大提升空间。依据分子筛和MOFs各自在乙烯/乙烷吸附分离方面表现出的优势,提出了二者在乙烯/乙烷吸附分离方面的研究趋势及发展方向。