一种高CO制造技术

本发明专利技术属于分离材料技术领域，具体涉及一种氨基修饰金属有机骨架材料的制备方法。包括如下步骤：将MIL‑100V在手套箱中密封好后取出，然后在一定温度下抽真空活化一段时间，避免其接触空气；将抽真空活化后的MIL‑100V在氩气保护下加入到乙醇中，搅拌后，加入乙二胺，继续搅拌2小时；将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，然后在一定的温度下反应一段时间，然后一定温度下真空活化乙二胺修饰后的材料ED‑MIL‑100V，获得高CO

A high CO

The invention belongs to the technical field of separation material, in particular to a preparation method of amino modified metal organic skeleton material. The steps are as follows: seal the mil-100v in the glove box, take it out, vacuumize and activate it at a certain temperature for a period of time to prevent it from contacting the air; add the mil-100v activated by vacuumizing into ethanol under the protection of argon, stir it, add ethylenediamine, and continue stirring for 2 hours; transfer the solution to the high-pressure reaction kettle lined with polytetrafluoroethylene, and then transfer it to a high-pressure reaction kettle lined with polytetrafluoroethylene At a fixed temperature for a period of time, and then at a certain temperature, the modified material ed \u2011 mil \u2011 100V was activated in vacuum to obtain high CO

【技术实现步骤摘要】
一种高CO2/N2O分离性能的氨基修饰金属有机骨架材料的制备及应用
本专利技术属于分离材料
，具体涉及一种氨基修饰金属有机骨架材料的制备方法。更具体地说，是在氩气保护下采用乙二胺修饰金属有机骨架材料MIL-100V，制备出一种可高效分离CO2/N2O的材料，该分离材料可应用于硝酸和己二酸等工业生产过程中所产生的尾气中CO2和N2O混合物的分离。
技术介绍
氧化亚氮（N2O，笑气）是《京都议定书》限排的六种气体中继二氧化碳（CO2），甲烷（CH4）之后的第三大温室气体，其所造成的温室效应是二氧化碳的298倍以及其会对平流层的臭氧造成破坏。除此之外，N2O在医学，食品，航天领域有着重要的应用。因此，对N2O进行回收利用具有双重意义。N2O的排放中有40%是由人类活动所造成的，主要为农业，交通运输业以及工业。己二酸和硝酸的生产过程中，N2O常作为副产物而排放出来。目前，工业上对N2O的处理主要有两种方法，其中一种是对于尾气中的低浓度的N2O，可以将N2O直接催化分解为对环境无污染的N2和O2，但是N2O的分解需要高温，能耗高且分解后N2O不能作为一个有价值的中间物而用来生产其他的精细化工产品。另一种方法是对于高浓度的N2O，可以将N2O作为氧化剂，在工业上，一步将苯氧化制取苯酚，但是通常尾气中N2O的浓度都达不到要求，需要进一步的富集。因此，寻找到一种经济有效的方法分离或者富集N2O使其用于其他工业生产，是十分必要的。己二酸和硝酸的生产尾气中，除了N2O外，还有与其性质及其相近的CO2。CO2与N2O虽然由不同的元素组成，但是他们有着相同的相对分子质量和动力学直径，相似的液化温度以及极化率，因此，CO2/N2O的分离具有很大的挑战。变压吸附分离法（PSA）由于具有能耗低，操作简单等优势近年来受到了越来越多的的关注。金属有机骨架材料是由有机配体与金属离子或金属簇，通过自组装形成的具有三维周期网格结构多孔材料，由于其具有较高且可调的孔隙率、超高的比表面积、开放的金属位点、结构组成多样性、化学可修饰等优点，在气体吸附分离领域具有重要地位。而后合成修饰作为一种改变材料原有性能的重要手段，在气体吸附分离领域也有着重要的应用。
技术实现思路
本专利技术的技术目的在于提供一种氨基修饰的金属有机骨架材料，其具有高的CO2/N2O分离性能，能够应用于CO2与N2O的气体分离
，解决硝酸和己二酸等工业生产过程中所产生的尾气中CO2/N2O的分离问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高CO2/N2O分离性能的氨基修饰的金属有机骨架材料的制备，包括如下步骤：（1）将MIL-100V在手套箱中密封好后取出，然后在一定温度下抽真空活化一段时间，避免其接触空气；（2）将经过步骤（1）抽真空活化后的MIL-100V在氩气保护下加入到乙醇中，搅拌后，加入乙二胺，继续搅拌2小时；（3）将步骤（2）的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，然后在一定的温度下反应一段时间，反应后取出，采用乙醇清洗三次，转移至手套箱中干燥，然后一定温度下真空活化乙二胺修饰后的材料ED-MIL-100V，获得高CO2/N2O分离性能的氨基修饰的金属有机骨架材料。本专利技术选用具有空配位的金属有机骨架材料MIL-100V进行充分的活化，然后在氩气保护下采用乙二胺对其进行修饰，制备出乙二胺修饰的MIL-100V材料ED-MIL-100V，从而实现CO2/N2O的有效分离。所述ED-MIL-100V采用溶剂热法制备。作为优选，所述的步骤（1）中MIL-100V的活化温度可采用150℃。作为优选，所述的步骤（1）中MIL-100V的活化时间为10小时。作为优选，所述的步骤（2）中活化后的MIL-100V与乙二胺的质量体积比为0.25:0.4（g/ml）。作为优选，所述的步骤（3）中在高压反应釜内的反应温度为85℃。作为优选，所述的步骤（3）中在高压反应釜内的反应时间为12小时。作为优选，所述的步骤（3）中修饰后的材料ED-MIL-100V的活化温度为100℃。作为优选，所述的步骤（3）中修饰后的材料ED-MIL-100V的活化时间为5小时。综上所述，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术的经过乙二胺修饰后的MIL-100V材料实现了CO2/N2O的高效分离。当乙二胺嫁接到MIL-100V上后，MIL-100V的原有的不饱和金属吸附位点被阻挡，同时乙二胺上氨基的引入为CO2提供了一个新的吸附位点，与未被修饰的MIL-100V相比，CO2/N2O的选择性大大提高，从而实现了CO2/N2O的高效分离。（2）本专利技术的乙二胺修饰的MIL-100V材料的修饰方法简单，易于批量生产，并且具有良好的稳定性，可以重复使用。有着良好的应用前景，尤其是可应用于硝酸和己二酸等工业生产过程中所产生的尾气中CO2/N2O的分离，实现N2O的有效利用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例2中MIL-100V与0.4ml的乙二胺修饰后的ED-MIL-100V-0.4的X射线衍射图，从图中可以看出，实施例2的ED-MIL-100V-0.4的衍射峰的位置和相对强度均与MIL-100V的相吻合，证明经过乙二胺修饰后的实施例2的晶体结构保持的较好，未被乙二胺所破坏。图2是本专利技术实施例2中乙二胺修饰后的ED-MIL-100V-0.4与MIL-100V的-196℃下的N2吸附-脱附等温线图，由图可以看出，经过乙二胺修饰的实施例2在-196℃下的N2吸附量降低，这是由于乙二胺分子的加入阻碍了N2分子的扩散，从而导致了N2吸附量的降低。图3为本专利技术实施例2中MIL-100V与乙二胺修饰后的ED-MIL-100V-0.4的CO2与N2O在25℃下的吸附等温线图，从图中我们可以看出实施例2对CO2有着较高的吸附量，而对N2O的吸附量较低。图4为本专利技术实施例2中MIL-100V与乙二胺修饰后的ED-MIL-100V-0.4的根据理想溶液吸附理论（IAST）计算的对CO2/N2O（1:1v/v）混合气体的吸附选择性图。由图可知，采用本专利技术方法制备的实施例有着优异的CO2/N2O的吸附选择性，在298K，1bar时CO2/N2O的吸附选择性达到28。图5为本专利技术实施例2中乙二胺修饰后的ED-MIL-100V-0.4的CO2和N2O混合气（1:1v/v）的穿透曲线图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高CO

【技术特征摘要】
1.一种高CO2/N2O分离性能的氨基修饰的金属有机骨架材料的制备，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将MIL-100V在手套箱中密封好后取出，然后在一定温度下抽真空活化一段时间，避免其接触空气；
（2）将经过步骤（1）抽真空活化后的MIL-100V在氩气保护下加入到乙醇中，搅拌后，加入乙二胺，继续搅拌2小时；
（3）将步骤（2）的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，然后在一定的温度下反应一段时间，反应后取出，采用乙醇清洗三次，转移至手套箱中干燥，然后一定温度下真空活化乙二胺修饰后的材料ED-MIL-100V，获得高CO2/N2O分离性能的氨基修饰的金属有机骨架材料。


2.根据权利要求1所述的一种高CO2/N2O分离性能的氨基修饰的金属有机骨架材料的制备，其特征在于，所述的步骤（1）中MIL-100V的活化温度可采用150℃。


3.根据权利要求1所述的一种高CO2/N2O分离性能的氨基修饰的金属有机骨架材料的制备，其特征在于，所述的步骤（1）中MIL-100V的活化时间为10小...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨江峰，王丽，张飞飞，李晋平，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14