金属-有机框架材料MOF-801在分离四甲基硅烷和异戊烷中的应用制造技术

本发明专利技术属于气体吸附分离领域，具体涉及金属

【技术实现步骤摘要】
金属
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有机框架材料MOF
‑
801在分离四甲基硅烷和异戊烷中的应用


[0001]本专利技术属于气体吸附分离领域，具体涉及金属
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有机框架材料MOF
‑
801在分离四甲基硅烷和异戊烷中的应用。

技术介绍

[0002]四甲基硅烷，简称TMS，可用于核磁共振参考物、试剂、溶剂、航空燃料等领域。四甲基硅烷属于硅系气体，纯度高、杂质含量低的高纯四甲基硅烷可用作电子气体，在半导体产业中有着广泛的应用。随着电子产业规模持续扩大，半导体领域对电子气体的需求不断上升，四甲基硅烷市场随之不断增长。目前工业生产中通过从低沸点残余物中分离获得TMS，其中常混有异戊烷杂质。由于异戊烷分子的尺寸沸点(27.8℃)与TMS分子(尺寸：沸点：26.5℃)的相近，因此实现这两种物质的分离存在一定的挑战性。目前常用的分离方法有：精馏法、吸附法。
[0003]精馏法：利用混合物中各组分沸点不同而将各组分加以分离的一种方法。精馏法要求待分离组分有明显的沸点差距，对于沸点差距小的物质则很难分离。
[0004]吸附法：利用多孔材料作为固定床吸附剂对气体进行选择性吸附，随后在一定温度和压力下进行脱附得到目标产物。吸附法操作简单，且吸附剂一般可以循环利用，既环保又经济，已被证明是气体分离和纯化的有效方法。金属
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有机框架材料(MOFs)是一类由金属离子和有机配体通过配位作用或超分子作用形成的一种高度有序的多孔有机
‑
无机杂化材料。作为一种跨越有机、无机、材料、晶体工程、超分子化学、拓扑学、配位化学等多个学科的新型多孔材料，MOFs极大地促进了吸附材料的发展。
[0005]精馏是利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离的一种分离过程，常用的设备有板式精馏塔和填料精馏塔。但是，对于沸点相近的物质，使用精馏法提纯需要高理论塔板数的分馏柱，这个过程会出现耗能大、分离纯度低等问题。异戊烷与TMS的沸点仅有1.3℃的差异，无法利用精馏法进行分离提纯。([1]S.Qiu,M.Xue,G.Zhu,Metal
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[0006]吸附法耗能小，过程简单，便于工业分离操作。但就目前工业上常用的分子筛来说，其拓扑结构较为有限，孔道尺寸不易调节，不易引入功能位点，因而其分离效果欠佳。MOFs作为一种新兴吸附分离材料，并没有相关的研究用于这项分离应用中。

技术实现思路

[0007]现有技术中吸附法耗能小，过程简单，便于工业分离操作。但就目前工业上常用的分子筛来说，其拓扑结构较为有限，孔道尺寸不易调节，不易引入功能位点，因而其分离效果欠佳。MOFs作为一种新兴吸附分离材料，并没有相关的研究用于这项分离应用中。
[0008]为了解决上述存在的技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供金属
‑
有机框架材料MOF
‑
801在分离四甲基硅烷和异戊烷中的应用，所述金属
‑
有机框架材料MOF
‑
801在分离四甲基硅烷和异戊烷前于60
‑
160℃脱气6
‑
20h以进行活化，分离四甲基硅烷和异戊烷的温度为5
‑
60℃；所述四甲基硅烷和异戊烷的体积比为50
‑
99：1
‑
50。
[0010]优选的，所述金属
‑
有机框架材料MOF
‑
801由富马酸和二氯化氧锆在调节剂的作用下加热反应得到。
[0011]进一步地，所述富马酸和二氯化氧锆的摩尔比为1
‑
2：1
‑
3。
[0012]具体的，所述富马酸和二氯化氧锆的摩尔比为1：1。
[0013]进一步地，所述调节剂为甲酸。
[0014]进一步地，所述富马酸和二氯化氧锆溶解于有机溶剂后加热反应。
[0015]进一步地，所述有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺。
[0016]进一步地，所述有机溶剂和调节剂的体积比为18
‑
22：7。
[0017]进一步地，所述加热反应的温度为120
‑
140℃。
[0018]进一步地，所述加热反应的时间为8
‑
12h。
[0019]MOF
‑
801的孔径大小约为接近于异戊烷分子的大小但略小于TMS分子，所以可以特异性捕获异戊烷分子。
[0020]本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.金属
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有机框架材料MOF
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801在分离四甲基硅烷和异戊烷中的应用，其特征在于，所述金属
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有机框架材料MOF
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801在分离四甲基硅烷和异戊烷前于60
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160℃脱气6
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20h以进行活化；所述分离四甲基硅烷和异戊烷的温度为5
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60℃；所述四甲基硅烷和异戊烷的体积比为50
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99：1
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50。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述金属
‑
有机框架材料MOF
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801由富马酸和二氯化氧锆在调节剂的作用下加热反应得到。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛政，王月，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：