Y沸石中Cu(Ⅰ)的可控构筑及其乙烯/乙烷吸附分离性能研究

乙烯(C_(2)H_(4))和乙烷(C_(2)H_(6))物理性质相似,其高效分离具有挑战性。利用Cu(Ⅰ)活性位与C_(2)H_(4)间的π络合作用,Cu(Ⅰ)基吸附剂能在温和条件下选择性地分离C_(2)H_(4)和C_(2)H_(6),显著降低传统低温精馏分离过程的能耗。Cu(Ⅰ)由Cu(Ⅱ)还原制得,但Cu(Ⅱ)还原的不可控、能耗高且Cu(Ⅰ)收率低一直是Cu(Ⅰ)基吸附剂应用的障碍。采用选择性还原策略(SRS)成功在Y型沸石中选择性地构筑了Cu(Ⅰ)活性位,实现了温和条件下C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)的吸附分离。利用甲醛(HCHO)蒸气扩散传递,与沸石中的Cu(Ⅱ)反应,实现了低温(140℃)下Cu(Ⅰ)的选择性构筑;制得的Cu(Ⅰ)Y具有优异的C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)吸附分离性能,Cu(Ⅰ)Y的选择性达16.3,远高于Cu(Ⅱ)Y的3.2。机理研究表明,HCHO与Y沸石中的Cu(Ⅱ)发生氧化还原反应,在得到Cu(Ⅰ)的同时生成CO_(2)和H_(2)O。