【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸附分离领域，具体涉及一种多级孔碳材料及其在吸附分离六氟丙烯和八氟丙烷上的应用。
技术介绍
0、技术背景
1、八氟丙烷，又称全氟丙烷，是一种兼具良好的化学稳定性和热稳定性的卤代烃。因其具有无毒无嗅、稳定性强、导热性能佳、电绝缘性好和生理耐药性能等特点备受人们的关注。目前，八氟丙烷已经被广泛地应用于微电子工业、医疗以及低温制冷等行业。特别是作为刻蚀剂和清洗剂应用于半导体制造的过程中，随着近年来我国芯片国产化研究与产业化生产进度的加快，对八氟丙烷的需求量逐年上升，随着芯片制程尺寸的降低，对八氟丙烷的纯度要求也越来越高。
2、已有的文献报道中，目前八氟丙烷的合成路线有烃类的直接气相氟化、氟氯烷烃的氟化、氟烃的热解、氟化氢中电解氟化、六氟丙烯的氟化加成等。其中烃类的直接气相氟化因为反应剧烈，放出大量热量，容易造成碳键的断裂以及大量二聚物和多聚物的产生，从而导致反应产率不高；氟氯烷烃的氟化以及氟烃热解的工艺所得八氟丙烷的产率很低，副产物多，难以工业化生产；氟化氢中的电解氟化工艺则反应选择性低，产物的组分复杂，提高了八氟丙烷的分离提纯难度。
3、目前八氟丙烷的纯化方法主要有：低温精馏法、吸附分离法、催化转化法和膜分离法等。低温精馏应用最为广泛且成熟，但涉及到痕量杂质的脱除，特别是一些共沸和近共沸杂质要达到电子级的要求，势必会导致精馏塔理论级数急剧增大，不仅提高了成本，也增大了操作难度。
4、催化转化法是通过化学转化的方法将与目标产品沸点相近的杂质转化为沸点差别较大的杂质，这种方法
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种类沸石咪唑酯骨架材料(zif)衍生多级孔碳材料以及其在吸附分离六氟丙烯和八氟丙烷上的应用，本专利技术提供的zif基衍生多级孔碳材料具有良好的稳定性、丰富且合适的孔径分布，应用在吸附分离六氟丙烯和八氟丙烷上的吸附容量高、吸附分离选择性高。
2、在第一方面，本专利技术提供了一种多级孔碳材料，包括将zif基碳材料经热处理得到的zif基衍生多级孔碳材料，所述zif基衍生多级孔碳材料具有孔径为0.5-2nm的微孔。
3、在一些实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的微孔率为50-95％，例如为50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或它们之间的任意值。在一些优选实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的微孔率为70-90％。此处，微孔率指多孔体中微孔所占体积与多孔体总体积之比率。
4、本专利技术的zif基衍生多级孔碳材料具有微孔-介孔的多级孔隙结构，且具有均一有效的孔径分布，其孔径主要分布集中在0.5-2.0nm，例如主要分布集中在0.5-2.0nm、0.6-2.0nm、0.6-1.0nm或0.5-0.8nm，此处“主要”指的是至少50％的占比。
5、在一些实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的比表面积为200-1000m2/g，例如为200m2/g、300m2/g、400m2/g、600m2/g、800m2/g、1000m2/g或它们之间的任意值。在一些优选实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的比表面积为300-800m2/g。
6、在一些实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的微孔比表面积为100-800m2/g，例如为100m2/g、200m2/g、400m2/g、600m2/g、800m2/g或它们之间的任意值。在一些优选实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的微孔比表面积为200-700m2/g。本专利技术中，微孔比表面积指zif基衍生多级孔碳材料中微孔的比表面积，比表面积指zif基衍生多级孔碳材料的总比表面积，二者都是通过低温氮气吸脱附实验测得，所用的具体方法不同。
7、在一些实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的总孔体积为0.1-0.5cm3/g，例如为0.1cm3/g、0.2cm3/g、0.3cm3/g、0.4cm3/g、0.5cm3/g或它们之间的任意值。在一些优选实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的总孔体积为0.25-0.4cm3/g。
8、在一些实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的微孔体积为0.05-0.4cm3/g，例如为0.05cm3/g、0.1cm3/g、0.2cm3/g、0.3cm3/g、0.4cm3/g或它们之间的任意值。在一些优选实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的微孔体积为0.1-0.3cm3/g。
9、在一些实施方式中，所述zif基碳材料包括zif-67、zif-7、zif-8或zif-11中的至少一种。
10、在一些实施方式中，所述热处理的温度为500-1000℃，例如为500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃或它们之间的任意值。
11、在一些实施方式中，所述热处理的时间为0-10h，例如为1h、2h、4h、6h、8h、10h或它们之间的任意值。
12、在一些实施方式中，所述热处理包括在惰性气体氛围中，将所述zif基碳材料先以1-10℃/min的升温速率上升至500℃-800℃，再以1-10℃/min的升温速率上升至600-1000℃进行高温活化。
13、在一些实施方式中，所述热处理包括在惰性气体氛围中，将所述zif基碳材料先以1-10℃/min的升温速率上升至500℃，再以1-10℃/min的升温速率上升至600-800℃进行高温活化。
14、在一些实施方式中，所述热处理包括在惰性气体氛围中，将所述zif基碳材料以8-10℃/min的升温速率上升至700-800℃维持0-8h进行高温活化。
15、在一些实施方式中，所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气中的至少一种。在一些实施方式中，所述惰性气体的气体流速为10-200ml/min，例如为10ml/min、50ml/min、100ml/min、150ml/min、200ml/min或它们之间的任意值。
16、在一些实施方式中，所述方法还包括将所述热处理后的zif基碳材料进行脱气处理。优选地，所述脱气处理包括在100-200℃真空脱气5-20h。
17、在一些实施方式中，所述zif基衍生多级孔碳材料的形状包括球形、粉状、柱形、颗粒或膜状中的至少一种。
18、在一些实施方式中，以zif-67为原料，在惰性气体氛围中，以10℃/min的升温速率上升至800℃维持8本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多级孔碳材料，包括将ZIF基碳材料经热处理得到的ZIF基衍生多级孔碳材料，所述ZIF基衍生多级孔碳材料具有孔径为0.5-2nm的微孔。
2.根据权利要求1所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述ZIF基衍生多级孔碳材料的微孔率为50-95％，优选为70-90％。
3.根据权利要求1或2所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述ZIF基衍生多级孔碳材料具有如下特征中的一个或多个：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述ZIF基碳材料包括ZIF-67、ZIF-7、ZIF-8或ZIF-11中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述热处理的温度为500-1000℃，所述热处理的时间为0-10h。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述热处理包括在惰性气体氛围中，将所述ZIF基碳材料先以1-10℃/min的升温速率上升至500℃-800℃，再以1-10℃/min的升温速率上升至600-1000℃进行高温活化。
7.根据权利要求
8.根据权利要求1-7中任一项所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气中的至少一种；和/或
9.一种分离六氟丙烯和八氟丙烷的方法，包括将含有六氟丙烯和八氟丙烷的混合气用吸附剂进行吸附分离，所述吸附剂包含权利要求1-8中任一项所述的多级孔碳材料。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述吸附分离的温度为15-50℃，所述混合气的总压为10-1000kPa。
...【技术特征摘要】
1.一种多级孔碳材料，包括将zif基碳材料经热处理得到的zif基衍生多级孔碳材料，所述zif基衍生多级孔碳材料具有孔径为0.5-2nm的微孔。
2.根据权利要求1所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述zif基衍生多级孔碳材料的微孔率为50-95％，优选为70-90％。
3.根据权利要求1或2所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述zif基衍生多级孔碳材料具有如下特征中的一个或多个：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述zif基碳材料包括zif-67、zif-7、zif-8或zif-11中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述热处理的温度为500-1000℃，所述热处理的时间为0-10h。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的多级孔碳材料，其特征在于，所述热处理包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍宗必，盛良正，陈俐吭，申福星，夏伟，任其龙，张治国，杨启炜，杨亦文，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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