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Angew. Chem.:ZIFs结构片段定向修饰MOR分子筛12元环提高MOR丙烯/丙烷分离性能

时间:2021-05-13 17:40 栏目类别:

近日,中国科学院大连化学物理研究所刘中民院士和徐云鹏研究员团队利用ZIFs基本结构片段修饰传统MOR分子筛,使得原本没有分离效果的MOR分子筛展现出了优异的丙烯/丙烷分离性能。

丙烯/丙烷分离对于化学工业来说是一个十分重要的过程。由于丙烯和丙烷分子相近的尺寸大小以及相似的物理化学性质,丙烯/丙烷分离十分困难。有效丙烯/丙烷吸附剂的开发一直是气体吸附分离领域的一大难题。

前期,该研究团队利用MOFs基本结构片段修饰传统硅铝类分子筛材料(FAU和MFI),成功制备出了一系列具有较高选择性的甲烷/氮气分离吸附剂(Angew. Chem. Int. Ed.2019,58, 10241)。该研究中,研究团队利用Zn2+与咪唑的强相互作用,将咪唑锚定在分子筛孔道内部,实现了ZIFs基本结构片段对MOR分子筛的12元环的选择性修饰。三种不同大小ZIFs次级结构单元的引入对MOR分子筛的12元环孔道产生了不同程度的修饰,使得丙烯和丙烷分子在MOR内的扩散受到了很大的影响,并且丙烯吸附量基本不变甚至增加,而丙烷吸附量大幅度下降,使得原本没有分离效果的MOR分子筛,展现出了优异的丙烯丙烷分离性能。经过修饰后的分子筛,其动力学选择性可以达到139。穿透实验进一步验证了ZIFs片段修饰后的MOR吸附剂优异的丙烯/丙烷分离性能。并且咪唑直接离子交换得到的MOR分子筛,其丙烯和丙烷吸附能力同时下降,没有展现出有效的分离性能,进一步说明了这种利用Zn2+与咪唑配体强相互作用将咪唑配体有选择地锚定在MOR内部的修饰策略的优越性。

相关研究成果以hot paper的形式发表在《德国应用化学》上(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000029)。上述研究工作得到国家重点研发计划的资助(2016YFB0301603)。(供稿:吴雅琪)。


Enhanced Propene/Propane Separation by Directional Decoration of the 12‐Membered Rings of Mordenite with ZIF Fragments. Yaqi Wu, Shu Zeng, Danhua Yuan, Jiacheng Xing, Hanbang Liu, Shutao Xu, Yingxu Wei, Yunpeng Xu*, Zhongmin Liu*, Angewandte Chemie, 59(17):6765-6768, 2020.

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