两步干凝胶转化法制备UiO-66膜并用于己烷异构体的高效分离

己烷异构体是石化行业重要的基础原料,对其进行高效低能耗分离具有重要的战略意义。金属-有机骨架(MOF)材料由于其精准可调的孔道结构和表面功能,在解决挑战性的己烷异构体分离方面备受关注。本文报道了一种以两步干凝胶转化策略制备连续致密UiO-66薄膜的方法。对UiO-66膜的形成过程与微结构的表征结果表明,两次引入锆凝胶是形成致密膜的关键,一方面锆凝胶和晶种的混合相作为前躯体层为膜的初步生长提供了均匀且丰富的多尺度成核位点,另一方面锆凝胶的二次自转化可以密封UiO-66膜的晶间缺陷。渗透汽化试验证实了两步干凝胶转化法制备的UiO-66膜能够优先渗透直链和单支链烷烃而排阻双支链烷烃。

凹凸棒土的改性及其对己烷异构体的吸附性能

采用十六烷基三甲基溴化铵和β-环糊精对凹凸棒土进行改性,利用红外光谱和比表面积对改性的凹土进行表征,并通过静态和动态吸附实验,研究了凹土对己烷异构体的吸附行为,考察了吸附时间、吸附温度、流速等对吸附性能的影响。实验结果表明,凹土对己烷异构体的吸附量随吸附时间的延长和吸附温度的下降而增大,相同条件下正己烷在凹土上的吸附量大于异己烷;经过有机物改性后的凹土对己烷异构体的吸附性能优于原土,十六烷基三甲基溴化铵改性后的凹凸棒土对正己烷的吸附量可达到224 mg/g。己烷异构体在凹凸棒土上的吸附等温线符合二级动力学方程模型。

己烷异构体吸附分离材料研究进展

己烷异构体的高效分离是石化行业生产高辛烷值汽油的关键过程之一。己烷异构体分子的化学性质不活泼,极化率、沸点相近,分离极具挑战。目前,基于5A分子筛的吸附分离技术在工业上得到了广泛应用,但5A分子筛的吸附容量较低,且无法实现单支链异构体与双支链异构体的选择性分离,限制了汽油辛烷值的进一步提高。金属-有机框架材料等新型多孔材料的结构多样性和高度可设计性使其可以精准识别异构体分子在形状和性质上的微小差异,展现出良好的分离性能和应用前景。重点综述了金属-有机框架材料在己烷异构体分离中的研究进展,归纳了分离机理和影响因素,并对该领域中存在的问题和未来发展方向进行了探讨。

高性能COF材料的高通量筛选策略:己烷异构体分离

己烷异构体中双支链异构体的分离可以提高汽油的辛烷值从而减少发动机的爆震现象。针对传统的蒸馏方法耗能高和新型吸附剂金属有机框架成本高、工作能力低、稳定性差的缺点,采用高通量计算筛选方法研究了688种共价有机框架(COFs)对己烷异构体的分离性能。首先计算了所有COF的几何结构描述符,通过限制孔径(PLD)6.2~15A的范围筛选出209个可容纳所有己烷异构体的COF,再利用巨正则Monte Carlo(GCMC)方法模拟433 K下上述COF对己烷异构体的吸附解吸过程。对再生能力R>80%且吸附性能分值(APS)最高的COF进行排序,筛选出具有最高APS值的COF-DL2292-fold,APS值为23.36 mol/kg,R为99.38%。分析了6个几何结构描述符与APS的相关性,发现对于COF来说较高的孔隙率(VF)、较高的孔隙体积(PV)、较低的密度(ρ)可提高COF的APS值。最后基于PV、VF、ρ利用决策树算法设计出高APS值COF的筛选路径,研究工作对今后设计用于己烷异构体吸附分离的COF具有一定的指导意义。

浅谈利用正己烷装置的副产物生产己烷异构体混合物

介绍了利用正己烷装置副产物生产己烷异构体混合物的工艺及己烷异构体混合物的产品性能等，并指出己烷异构体混合物完全可以代替正己烷，在低毒性胶黏剂和烟雾剂生产中具有广阔的应用前景，可减少我国因使用正己烷产品而引起的职业病伤害，并且能获得可观的经济效益。

UiO-66及其官能化改性材料对C6烷烃吸附性能研究

利用溶剂热法制备了UiO-66及其官能化改性的UiO-66-NH 2,UiO-66-(CF_(3))_(2)材料,均为微孔。40℃下测定正己烷(nC6)、3-甲基戊烷(3MP)、2,2-二甲基丁烷(22DMB)3种C6异构体分别在3种材料上的静态吸附速率曲线及等温线,并通过方程拟合研究其吸附行为。结果表明,改性的UiO-66-NH 2和UiO-66-(CF_(3))_(2)对nC6或3MP的吸附速率及平衡饱和吸附量均大于UiO-66;通过动力学拟合,UiO-66对nC6吸附符合一级动力学模型,反相吸附22DMB;而UiO-66-NH 2和UiO-66-(CF_(3))_(2)对3MP的吸附符合二级动力学模型,但均对动力学直径较小的nC6吸附量较大,更适合于从烷烃异构体中分离出具有高辛烷值的支链烷烃。通过等温线拟合,发现UiO-66和UiO-66-NH 2均符合Freundlich吸附等温方程,但UiO-66-NH 2与烷烃异构体的作用力更强;UiO-66-(CF_(3))_(2)对3MP的吸附行为更符合Langmuir方程,为单分子层吸附。