近日,南昌大學化學化工學院王珺教授課題組在低碳烴吸附分離領域取得了新進展,其團隊設計製備了具有協同結合位點的陰離子柱撐雜化超微孔資料,並成功應用於從C2烴混合物中一步分離純化乙烯。研究成果以“Synergistic binding sites in a hybrid ultramicroporous material for one-step ethylene purification from ternary C2 hydrocarbon mixtures”為題發表在Science Advances,南昌大學王珺教授為唯一通訊作者,南昌大學為唯一通訊組織。本工作是南昌大學化工學科在分離工程領域近年來快速提升的標誌性成果之一。
乙烯是石油化工行業最重要的基礎原料,廣泛用於生產合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、醫藥、化工新材料和日化產品等。乙烯在國民經濟中佔有重要的地位,被稱為“石化工業之母”。現時,吸附分離一步純化乙烯是石油化工行業的一項重大挑戰。
圖1 CuTiF6-TPPY的結構及孔尺寸示意圖
圖2 CuTiF6-TPPY氣體吸附量及選擇性對比
研究團隊利用網格化學和晶體工程策略,設計製備了具有協同結合位點的陰離子柱撐雜化超微孔資料CuTiF6-TPPY(圖1)。CuTiF6-TPPY表現出不同尋常的氣體吸附行為,其對氣體的吸附量為乙炔>乙烷>乙烯,且其對乙炔/乙烯和乙烷/乙烯的IAST選擇性高於一步純化乙烯的資料及絕大多數乙烷選擇性吸附資料(圖2)。動態穿透實驗進一步表明,CuTiF6-TPPY能够從雙組分氣體混合物及乙炔/乙烯/乙烷三組分混合物中一步製備高純乙烯(99.9%),且該資料具有良好的熱穩定性和化學穩定性,可以長期迴圈使用,是進一步分離純化乙烯極具潜力的資料。
論文連結:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn9231