Angew. Chem. :金属有机骨架材料高容量筛分单、双支链己烷异构体

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烷烃同分异构体的分离是石油化工领域的重要过程。单、双支链己烷异构体分离对于生产高辛烷值汽油调和油、优化乙烯原料具有重要意义。一方面,烷烃同分异构体作为重要的汽油调和组分,显著影响汽油的辛烷值,而烷烃的辛烷值随着支链数的增加而增加。为了得到优质的汽油调和组分,需要将辛烷值较低的直链和单支链烷烃去除,留下辛烷值较高的双支链异构体。另一方面,被分离出来的直链和单支链烷烃是优质的乙烯原料而双支链烷烃作为乙烯原料会导致较低的乙烯收率。然而,由于己烷异构体间的物理化学性质差异很小,其高效分离仍是一个较大的挑战。


金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料由于结构多样、孔道和表面功能性高度可调,在分离方面有较大潜力。深圳职业技术学院霍夫曼先进材料研究院王浩团队联合华南理工大学夏启斌研究员和美国罗格斯大学李静教授利用一种双重穿插的锌基MOF(Zn-tcpt)材料,不仅实现了单支链和双支链己烷的完全分离,且对直链和单支链组分的吸附容量远超之前所报道的可筛分单、双支链己烷的多孔材料。



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Zn-tcpt由于具有双重穿插结构,既有较大的比表面积,又有合适的孔径,因此既能实现对单支链和双支链己烷的筛分,又对单支链和直链组分具有较高的吸附量。多组分蒸汽穿透实验证实了Zn-tcpt对己烷异构体具有优异的分离性能。理论计算为单、双支链己烷异构体的筛分机理提供了理论支撑。

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实现烷烃同分异构体的高效分离仍然是石油化工领域的一大挑战。在这项工作中,研究者展示了通过选择具有合适结构的MOF材料,可实现烷烃异构体的高选择性、高容量分离。该工作为烷烃异构体的分离提供了一种新的基准吸附剂,并为设计高效分离的多孔结构提供了可借鉴思路。

文信息

High-Capacity Splitting of Mono- and Dibranched Hexane Isomers by a Robust Zinc-Based Metal–Organic Framework

Liang Yu,Dr. Saif Ullah,Prof. Hao Wang,Prof. Qibin Xia,Prof. Timo Thonhauser,Prof. Jing Li

文章的第一作者是华南理工大学与深圳职业技术学院霍夫曼先进材料研究院联合培养博士生余良。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202211359




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