一种基于富电子炔基功能化的氢键有机框架材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于富电子炔基功能化的氢键有机框架(HOFs)材料及其制备方法和应用。所述材料是由四羧酸有机配体通过氢链连接自组装形成的多孔晶态材料，结构为典型的sql拓扑，具有窗口尺寸为的的一维菱形孔道，且孔表面分布着丰富的富电子的炔基和羧酸氧位点。其制备方法为：采用纯度较高的四羧酸有机配体乙炔基联苯‑3,3’,5,5’‑四羧酸(H<subgt;4</subgt;EBDC)；将H<subgt;4</subgt;EBDC溶解于有机试剂中，经过气相扩散、溶剂交换、活化后即可得到用于高效分离乙烷/乙烯的HOF材料。该HOF材料在结构上具有可预测性强、孔道规则有序、富电子炔基功能化的特点，在功能上表现出优异的乙烷/乙烯分离性能、良好的循环性能以及易于修复和可再生的特点，在轻烃分离的重要工业领域极具应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢键有机纳米材料以及重要烯烃气体纯化的，具体涉及一种基于富电子炔基功能化的氢键有机框架(hof)材料及其制备方法和应用，该hof材料可以用于乙烷/乙烯的高效选择性分离。

技术介绍

1、乙烯(c2h4)是合成纤维、橡胶、塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)以及乙醇(酒精)等的基本化工原料，是世界上产量最大的化学产品之一。乙烯工业在国民经济中占有重要的地位，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。目前，乙烯在工业上主要由石脑油或乙烷(c2h6)的蒸汽裂解来生产，这一过程会不可避免地产生一定量的乙烷杂质(约5-9％)。但是乙烯和乙烷具有十分相似的分子尺寸和挥发度，这使得二者的高效分离存在极大挑战。现阶段，在工业上主要依赖热驱动的分离方法例如低温精馏技术，这种方法需要在低温(183-258k)和高压(7-28bar)条件下，在高塔板数(>100)的巨大精馏塔中进行反复蒸馏-压缩循环才能实现，不仅过程繁琐、效率低下，而且会造成巨大的能源和成本消耗。相比之下，基于多孔材料的吸附分离技术因在降低能耗和成本方面的巨大潜力而引起了广泛关注。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于富电子炔基功能化的新型氢键有机框架材料，所述材料是由有机配体乙炔基联苯-3,3’,5,5’-四羧酸通过氢键连接形成的具有sql拓扑的二维框架材料，具有窗口尺寸为的一维菱形孔道，孔道中含有丰富的电负性的炔基位点和羧酸氧位点。

2.根据权利要求1所述的基于富电子炔基功能化的氢键有机框架材料，其特征在于：所述材料未活化时命名为ZJU-HOF-60，其结晶于三斜晶系空间群，晶胞参数为a＝6.824(2)，b＝14.235(4)，c＝14.278(3)，α＝70.00(3)°，β＝88.62(2)°，γ＝76.31(2)°；活化后命名为ZJU-HOF-60a，其结构结晶于单...

【技术特征摘要】

1.一种基于富电子炔基功能化的新型氢键有机框架材料，所述材料是由有机配体乙炔基联苯-3,3’,5,5’-四羧酸通过氢键连接形成的具有sql拓扑的二维框架材料，具有窗口尺寸为的一维菱形孔道，孔道中含有丰富的电负性的炔基位点和羧酸氧位点。

2.根据权利要求1所述的基于富电子炔基功能化的氢键有机框架材料，其特征在于：所述材料未活化时命名为zju-hof-60，其结晶于三斜晶系空间群，晶胞参数为a＝6.824(2)，b＝14.235(4)，c＝14.278(3)，α＝70.00(3)°，β＝88.62(2)°，γ＝76.31(2)°；活化后命名为zju-hof-60a，其结构结晶于单斜晶系i2/m空间群，晶胞参数为a＝3.647(3)，b＝16.438(14)，c＝20.954(2)，α＝γ＝90°，β＝91.58(6)°。

3.根据权利要求1所述的基于富电子炔基功能化的氢键有机框架材料的制备方法，其特征在于，采用包括如下步骤的方法制得：

4.根据权利要求3所述的基于富电子炔基功能化的氢键有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述的良性有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二乙基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王昱卜，钱国栋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：