本发明专利技术提供一种金属有机骨架，所述金属有机骨架用于吸附己烷异构体中的23DMB和3MP，实现己烷异构体中单支链3MP和双支链23DMB与22DMB之间的分离；金属有机骨架是由二价金属盐中的金属离子、两个羧酸有机配体的氧原子和两个含氮有机配体上的氮原子进行配位，形成四面体配位结构；两个并列的四面体配位结构，其中一个四面体配位结构上的两个羧酸有机配体上的氧原子与另一个四面体配位结构上的两个羧酸有机配体上的氧原子进行桥接，构建得到一维链状结构；两个相邻的一维链状结构中，其中一个一维链状结构上的四个含氮有机配体中的氮原子与另一个一维链状结构上的四个含氮有机配体中的氮原子进行配位连接，得到金属有机骨架。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附分离材料。具体涉及一种金属有机骨架及其制备方法和应用。
技术介绍
1、汽油质量的特点是研究辛烷值，即ron，具有较高ron的成分将用于优质汽油混合物，例如航空汽油中的ron>98。改善ron的流行方法是修改燃料结构，例如分支程度。在己烷异构体中，2,3-二甲基丁烷(即23dmb)和2,2-二甲基丁烷(即22dmb)的ron高达101.7和91.8，而单支链3-甲基戊烷(即3mp)仅为74.5。因此，从己烷异构体中有效分离更高程度的支化成分是提高汽油质量的可行策略。传统的分离工艺，如热或压力驱动的蒸馏、萃取和其他物理分离方法，由于23dmb、22dmb和3mp的沸点相近，因此难以将其分离出来。
2、金属有机骨架，即mof，由于其多样化的结构和高度可调的孔隙系统，特别需要作为工业挑战性分离的吸附剂。现有技术中通过金属有机骨架对于的己烷异构体的分离过程中，从支链烷烃中捕获线性烷烃，一般最高ron可以达到92；从混合组分中分离出双支链，即23dmb和22dmb的混合物，ron可以达到96，但是23dmb的ron为101.7，所以单独分离出来23dmb是进一步提高ron的关键步骤。然而，现有技术无法做到单独分离出23dmb。事实上，mof在烃类分离方面比传统的多孔材料，如沸石、碳和分子筛，具有明显的优势，并引起了广泛的关注。在其分离过程中收集的共混组分的最高ron最高可达96。然而，这无法满足对高质量汽油日益增长的需求。因此，需要提供一种能够将3mp和23dmb分离的方法，从而得到ron值更高的组分。</p>
技术实现思路
1、为了解决现有技术无法单独分离出23dmb组分以提高ron值的问题，本专利技术提供了一种用于分离己烷支链异构体的金属有机骨架及其制备方法和应用，所述金属有机骨架能够用于将3mp和23dmb有效分离出来，使分离的得到的3mp纯度大于99.5％，23dmb组分的辛烷值大于100。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
3、本专利技术第一方面提供了一种用于分离己烷支链异构体的金属有机骨架，所述金属有机骨架是由二价金属盐中的金属离子、两个羧酸有机配体的氧原子和两个含氮有机配体上的氮原子进行配位，形成四面体配位结构，二价金属盐中的金属离子位于四面体配位结构的中心；
4、两个并列的四面体配位结构中，其中一个四面体配位结构上的两个羧酸有机配体上的氧原子与另一个四面体配位结构上的两个羧酸有机配体上的氧原子进行桥接，构建得到一维链状结构；
5、两个相邻的一维链状结构中，其中一个一维链状结构上的四个含氮有机配体中的氮原子与另一个一维链状结构上的四个含氮有机配体中的氮原子进行配位连接，得到具有三维网络结构的金属有机骨架。
6、所述金属有机骨架用于吸附己烷异构体中的23dmb和3mp，以实现己烷异构体中3mp、22dmb和23dmb的分离。
7、在一个优选的实施例中，所述金属有机骨架孔径为0.3～2.0nm，孔容量为0.1～0.8cm3/g，孔隙率为20～35％，比表面积为200～800m2/g。
8、在一个优选的实施例中，所述二价金属盐中的阴离子为硝酸根、卤素离子、高氯酸根、碳酸根、硫酸根、氟硼酸根、醋酸根中的任意一种；所述羧酸有机配体为四齿羧酸有机配体；所述含氮有机配体为四齿咪唑基配体。
9、在一个优选的实施例中，所述二价金属盐中的金属离子为zn2+、cu2+、co2+、ni2+、cd2+、mn2+中的任意一种；所述羧酸有机配体为均苯四甲酸或均苯四甲酸酐；所述含氮有机配体为1,2,4,5-四(1h-咪唑-1-基)苯。
10、1,2,4,5-四(1h-咪唑-1-基)苯具有强对称性，在于金属离子节点协调参与架构中，能够形成扭曲的znn2o2四面体配位几何构型，而该结构具有稳定的zn-o和zn-n配位键，从而能够进一步自组装形成pts拓扑结构，pts拓扑结构具有对于22dmb的特异性排斥，对3mp和23dmb的高吸附容量的特性，从而能够将22dmb、3mp和23dmb进行有效分离。
11、本专利技术第二方面提供了一种用于分离己烷支链异构体的金属有机骨架的制备方法，包括以下步骤：将二价金属盐、羧酸有机配体与含氮有机配体混合，加入有机溶剂和水，加热得到金属有机骨架；所述金属有机骨架为本专利技术第一方面提供的金属有机骨架。
12、在一个优选的实施例中，所述二价金属盐、羧酸有机配体与含氮有机配体的摩尔比为1～3：1～10：1～10；所述加热的温度为80～240℃；所述活化的温度为80～200℃；所述活化的时间为6～18h。
13、在一个优选的实施例中，所述有机溶剂与水的体积比为1～99：99～1。
14、在一个优选的实施例中，所述有机溶剂为甲醇、n,n-二甲基乙酰胺、乙腈、异丙醇中的任意一种。
15、本专利技术第三方面提供了一种利用本专利技术第一方面提供的金属有机骨架对c6烷烃混合气体的分离方法，所述c6烷烃混合气体为3mp、22dmb和23dmb中的至少两种，具体过程包括以下步骤：
16、所述c6烷烃混合气体为3mp、22dmb和23dmb中的至少两种，具体过程包括以下步骤：
17、以氮气为载气，在设定的流速和温度下，将c6烷烃混合气体通入到装填有权利要求1所述的金属有机骨架的固定床吸附柱中进行分离；
18、当c6烷烃混合气体中含有22dmb时，22dmb能够随载气进行分离；
19、当c6烷烃混合气体中含有3mp和/或23dmb时，待动态突破过程穿透后，23dmb、3mp经脱附后依次分离，得到纯度大于99.5％的3mp和/或ron值>100的23dmb气体；所述设定的流速为1.0ml/min；所述设定的温度为303k或318k。
20、当所述c6烷烃混合气体为3mp、22dmb和23dmb的混合气体时，所述3mp、23dmb和22dmb的体积比为1：1～10：10～1；此时，c6烷烃混合气体的分离次序依次为22dmb、23dmb、3mp。
21、当所述c6烷烃混合气体为22dmb和23dmb的混合气体时，所述23dmb和22dmb的体积比为1～10：10～1；此时，c6烷烃混合气体的分离次序依次为22dmb、23dmb。
22、当所述c6烷烃混合气体为22dmb和3mp的混合气体时，此时，c6烷烃混合气体的分离次序依次为22dmb、3mp。
23、当所述c6烷烃混合气体3mp和23dmb的混合气体时，此时，c6烷烃混合气体的分离次序依次为23dmb、3mp。
24、本专利技术中的金属有机骨架能够吸附己烷异构体中的23dmb和3mp，但22dmb在吸附柱中没有明显的滞留，而且23dmb的曲线在100min处开始出现，并显示出明显的“过顶峰”现象，而3mp保留至310min，由此能够实现单支/二支链己烷异构体的干净分离。
25、所述吸附为单塔本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种金属有机骨架，其特征在于，所述金属有机骨架是由二价金属盐中的金属离子、两个羧酸有机配体的氧原子和两个含氮有机配体上的氮原子进行配位，形成四面体配位结构，二价金属盐中的金属离子位于四面体配位结构的中心；
2.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架，其特征在于，所述金属有机骨架孔径为0.3～2.0nm，孔容量为0.1～0.8cm3/g，孔隙率为20～35％，比表面积为200～800m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架，其特征在于，所述二价金属盐中的阴离子为硝酸根、卤素离子、高氯酸根、碳酸根、硫酸根、氟硼酸根、醋酸根中的任意一种；
4.根据权利要求3所述的一种金属有机骨架，其特征在于，所述二价金属盐中的金属离子为Zn2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Mn2+中的任意一种；
5.一种权利要求1所述的一种金属有机骨架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二价金属盐、所述羧酸有机配体与所述含氮有机配体的摩尔比为1～3：1～10：1～10；
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p>7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂与水的体积比为1～99：99～1。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、异丙醇中的任意一种。
9.一种利用权利要求1所述的金属有机骨架对C6烷烃混合气体的分离方法，其特征在于，
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【技术特征摘要】
1.一种金属有机骨架，其特征在于，所述金属有机骨架是由二价金属盐中的金属离子、两个羧酸有机配体的氧原子和两个含氮有机配体上的氮原子进行配位，形成四面体配位结构，二价金属盐中的金属离子位于四面体配位结构的中心；
2.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架，其特征在于，所述金属有机骨架孔径为0.3～2.0nm，孔容量为0.1～0.8cm3/g，孔隙率为20～35％，比表面积为200～800m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架，其特征在于，所述二价金属盐中的阴离子为硝酸根、卤素离子、高氯酸根、碳酸根、硫酸根、氟硼酸根、醋酸根中的任意一种；
4.根据权利要求3所述的一种金属有机骨架，其特征在于，所述二价金属盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珺，刘星，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：
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