用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜及制备方法技术

本发明专利技术涉及用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜及制备方法和应用。根据烃类异构体分子动力学直径大小差异，选择分子尺寸筛分窗口介于同碳数烃类异构体分子之间的锆基金属有机框架膜对烃类异构体进行分离；或选用晶体学孔径尺寸在被分离的物质之间的多晶膜对被分离物质进行分离。对二甲苯和邻二甲苯选用晶体学孔径尺寸的UiO

【技术实现步骤摘要】
用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜及制备方法


[0001]本专利技术属于膜制备
，尤其是涉及一种用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜及制备方法和应用，适用于气体(含蒸气)分离膜领域。

技术介绍

[0002]分离过程在能源和化学工业中至关重要，如丁烷、己烷和二甲苯异构体的高能耗分离。在创建高辛烷值汽油调和组分之前，需要通过精馏分离正丁烷和异丁烷。在蒸汽裂解过程中，为了获得高品质的溶剂油和高乙烯收率，正己烷经常被使用。因此，有必要将正己烷与其同分异构体分离。为了生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚合物，必须通过蒸馏、吸附或结晶等方法将对二甲苯与邻二甲苯、间二甲苯和乙苯分离。然而，同分异构体由于具有相似的分子结构和相近的沸点而难以分离。
[0003]膜分离过程由于其低能耗、环境友好、操作简单等优点，在化工分离中具有很高的应用潜力。尽管被广泛用于小分子气体分离(如H2回收、O2/N2分离等)，但是气体分离膜仍然面临着上述所描述的能量密集型分离过程应用的阻碍。现有的纯聚合物膜由于其渗透性和选择性之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜，其特征是，根据烃类异构体分子动力学直径大小差异，选择分子尺寸筛分窗口介于同碳数烃类异构体分子之间的锆基金属有机框架膜对烃类异构体进行分离；或选用晶体学孔径尺寸在被分离的物质之间的多晶膜对被分离物质进行分离。2.如权利要求1所述的用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜，其特征是，对二甲苯和邻二甲苯的分子动力学直径分别为和选用晶体学孔径尺寸为的UiO
‑
66多晶膜进行对二甲苯和邻二甲苯异构体的分离。3.如权利要求1所述的用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜，其特征是，正己烷和2
‑
甲基戊烷学直径分别为和选用晶体学孔径尺寸为的xBr
‑
UiO
‑
66来分离正己烷和2
‑
甲基戊烷。4.如权利要求1所述的用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜，其特征是，正丁烷和异丁烷的分子动力学直径分别为和选用晶体学孔径尺寸为的MOF
‑
801多晶膜进行正丁烷和异丁烷异构体的分离；或者通过功能化配体来构建具有非堆称窗口，窗口的晶体学孔径尺寸为的xNH2‑
UiO
‑
66来分离正丁烷和异丁烷异构体。5.如权利要求2所述的用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜的制备方法；其特征是，通过原位生长制备UiO
‑
66膜分离对二甲苯和邻二甲苯方法如下：(1)将摩尔比为2～1：1的对苯二甲酸和氯化锆分散在摩尔比为200～1000：1的N,N
‑
二甲基甲酰胺和水的混合溶剂中，超声分散形成均一、无色透明的溶液；(2)将多孔无机载体放在四氟模具中，正面朝下，放入聚四氟乙烯反应釜中；(3)将步骤(1)中制备得到的溶液倒入放有多孔无机载体的聚四氟乙烯反应釜中，在100～140℃下，反应24～48小时制备得到UiO
‑
66膜，使用乙醇洗表面散落的颗粒，然后在25～50℃下真空干燥6～12小时。(4)将制备的UiO
‑
66膜用于对二甲苯和邻二甲苯的分离。6.如权利要求3所述的用于烃类异构体分离的锆基金属有机框架膜的制备方法；其特征是，通过原位生长制备xBr
‑
UiO
‑
66膜分离正己烷和2
‑
甲基戊烷方法如下：(1)先将摩尔比为0～5：1的2
‑
溴对苯二甲酸和对苯二甲酸分散在摩尔比为200～1000：1的N,N
‑
二甲基甲酰胺和水的混合溶剂中，随后加入氯化锆，超声分散形成均一、无色透明的溶液；其中ZrCl4与2
‑
溴对苯二甲酸+对苯二甲酸的摩尔比为2～1：1；(2)将多孔无机载体放在四氟模具中，正面朝下，放入聚四...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新磊，从深震，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：