一种利用α-环糊精吸附环己烷的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用α

【技术实现步骤摘要】
一种利用
α
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环糊精吸附环己烷的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用α
‑
环糊精吸附环己烷的方法，属于材料吸附


技术介绍

[0002]环己烷是工业中应用比较广泛的一种有机物。在环己烷的制备过程中，一般会通过苯加氢生成环己烷，所以制得的最终产物一般都是苯和环己烷二者的混合物。苯与环己烷的沸点分别为80.1℃和80.7℃，可见两者的沸点非常接近，单纯的精馏手段很难实现两者的高效分离。
[0003]而工业上针对物质的分离方式多数为共沸精馏或者萃取精馏，这种分离方式，浪费能源大，分离效率一般。另外也有根据苯和环己烷的极性而使用膜技术进行分离，但是这种方法分离膜的制备比较复杂。
[0004]吸附剂是现代工业中一种不可缺少的产品，吸附剂的用途很广泛，比如利用吸附剂能够回收稀有金属，对混合物进行组分分离，回收溶剂，处理污水，净化空气等方面。可以采用吸附的方式，将环己烷吸附起来，为后续的分离纯化做准备。
[0005]目前，微孔材料在吸附方面发展良好。常见的微孔材料如金属有机骨架材料(MOFs)、杯芳烃对有机物也有一定的吸附性，但是原材料的合成困难，且成本较高，如沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF)的价格约为600元/g，因此从合成难度和成本来看，这些微孔材料不适用于大规模使用。
[0006]环糊精由于其特殊的结构，使其能够作为主体包络适当的客体形成主客体包络物，所述客体包括有机分子，无机离子以及气体分子等。目前有研究学者报道了环糊精对环境污染物的吸附去除，但是对环己烷的吸附，尤其是从由苯和环己烷组成的混合溶液中吸附出环己烷，目前尚未见报道。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种利用α
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环糊精吸附环己烷的方法，所述方法中，α
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环糊精能够从由苯和环己烷形成的混合溶液中选择性地吸附环己烷，且吸附效果好，所述方法成本低，适合大规模使用；并且所述方法不会破坏α
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环糊精的骨架结构，能够使α
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环糊精实现循环利用。
[0008]为实现本专利技术的目的，提供以下技术方案。
[0009]一种利用α
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环糊精吸附环己烷的方法，所述方法步骤如下：
[0010]将α
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环糊精水溶液加入到由苯和环己烷形成的混合溶液中，在室温下搅拌2h～12h，得到产物，用无水乙醇洗涤产物，洗涤后得到的固体，干燥，得到由α
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环糊精、苯和环己烷组成的复合物，所述复合物中α
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环糊精吸附有苯和环己烷，即α
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环糊精@苯/环己烷复合物，所述复合物中以环己烷和苯的物质的量之和为100％计，环己烷的物质的量分数能够达到80％以上。
[0011]所述α
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环糊精由6个葡萄糖单元组成，各葡萄糖单元均以1,4
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糖苷键结合，所述α
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环糊精的结构式如下：
[0012][0013]其中，在搅拌之前，α
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环糊精、环己烷和苯的物质的量之比为(1:9.4:11)～(1:470:560)。
[0014]优选，在搅拌之前，α
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环糊精、环己烷和苯的物质的量之比为1:47:56。
[0015]优选，α
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环糊精水溶液的浓度为0.1mmol/mL。
[0016]优选，搅拌时间为6h～10h。
[0017]优选，干燥温度为90℃～100℃，干燥时间为8h～12h。
[0018]针对制得的α
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环糊精@苯/环己烷复合物进行脱吸附得到α
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环糊精，以实现α
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环糊精的循环利用，具体脱吸附方法如下：
[0019]将α
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环糊精@苯/环己烷复合物完全溶解于甲醇中，在80℃的条件下冷凝回流，反应2h～3h，冷却，过滤，将过滤后得到的固体在80℃下烘干12h，得到α
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环糊精。
[0020]有益效果
[0021](1)本专利技术提供了一种利用α
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环糊精吸附环己烷的方法，所述方法借助α
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环糊精内部疏水，外部亲水的结构特点，α
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环糊精可与不溶于水的有机物在水中形成包合物，因此所述方法能够将苯分子和环己烷分子包裹在几个α
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环糊精分子之间。经过本专利技术的机理探究实验可知，α
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环糊精与苯和环己烷的结合能力不同，导致苯和环己烷会被选择性的吸附，α
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环糊精更容易吸附环己烷，而大部分的苯不会被吸附在α
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环糊精上，所述方法中α
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环糊精对环己烷的吸附量能够达到80％以上，即所述复合物中以环己烷和苯的物质的量之和为100％计，环己烷的物质的量分数能够达到80％以上。经过针对机理的进一步探究可知，α
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环糊精与环己烷有更低的结合能，意味着α
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环糊精更容易实现对环己烷的吸附。
[0022](2)本专利技术提供了一种利用α
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环糊精吸附环己烷的方法，所述α
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环糊精由6个葡萄糖单元组成，各葡萄糖单元均以1,4
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糖苷键结合，由于这一分子结构的本身的特性，即伯羟基围成锥形小口，仲羟基围成锥形大口，空腔尺寸是环糊精系列中最小的，使得所述α
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环糊精更容易与小分子的环己烷结合，因而表现出对环己烷良好的吸附能力。
[0023](3)本专利技术提供了一种利用α
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环糊精吸附环己烷的方法，所述方法中，将苯和环己烷形成的混合溶液再与α
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环糊精水溶液混合，在室温下搅拌2h～12h，得到产物，用无水乙醇洗涤产物，洗涤后得到的固体，干燥，得到α
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环糊精@苯/环己烷复合物。由于α
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环糊精适合溶于极性大的溶剂，如二甲基亚砜(DMSO)、N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)或水，之所以选择α
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环糊精水溶液，是因为苯和环己烷不会溶解在水中，有利于两者的分离；而如果选DMSO或DMF做α
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环糊精的溶剂，苯和环己烷会溶解在溶剂中，不利于α
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环糊精对环己烷的吸附。所述方法在室温下能够实现α
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环糊精对环己烷的吸附，进而提升环己烷的纯度，如果温度过高，如80℃，α
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环糊精对环己烷的吸附效果不好，因此要在室温下实现α
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环糊精对环己烷的
吸附。搅拌时间在2h～12h能够实现α
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环糊精对环己烷的吸附，更优选，当搅拌时间为6h～10h时，α
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环糊精对环己烷的选择性吸附效果更好。采用无水乙醇洗涤，能够除去粘附在α
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用α
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环糊精吸附环己烷的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：将α
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环糊精水溶液加入到由苯和环己烷形成的混合溶液中，在室温下搅拌2h～12h，得到产物，用无水乙醇洗涤产物，洗涤后得到的固体，干燥，得到α
‑
环糊精@苯/环己烷复合物；在搅拌之前，α
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环糊精、环己烷和苯的物质的量之比为1:9.4:11～1:470:560。2.根据权利要求1所述的一种利用α
‑
环糊精吸附环己烷的方法，其特征在于：在搅拌之前，α
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环糊精、环己烷和苯的物质的量之比为1:47:56。3.根据权利要求1所述的一种利用α
‑
环糊精吸附环己烷的方法，其特征在于：α
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环糊精水溶液的浓度为0.1mmol/mL。4.根据权利要求1所述的一种利用α
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环糊精吸附环己烷的方法，其特征在于：搅拌时间为6h～10h。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李生华，纪洁，庞思平，彭盼盼，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：