CN115947645B 一種液相吸附分離二元取代苯異構體混合物的方法 （廣西大學）

MOFsthroughwatervapomixed-MOFsinsteadofmix一種液相吸附分離二元取代苯異構體混合本發明公開了一種液相吸附分離二元取代框架材料CAU-23(Al)和MIL-160(Al)的混合比例用本發明的方法能夠有效地分離液相中的二元架材料制備所需的有機配體和金屬鹽均廉價易2屬有機框架材料CAU-23(Al)和MIL-160(Al)的粉末混合組成，所述吸附劑用于分離液相中鋁基金屬有機框架材料CAU-23(Al)由金屬離子和有鋁基金屬有機框架材料MIL-160(Al)由金屬離子和有機配體組成，有機配體為2,5-呋2.根據權利要求1所述的一種液相吸附分離二元取代苯異構體混合物的方法，其特征3.根據權利要求1所述的一種液相吸附分離二元取代苯異構體混合物的方法，其特征步驟1：吸附劑裝填至固定床填充柱中有兩種填充方法，填充方法為下述方法的任一步驟3：二元取代苯異構體的混合液中吸附能力強的二元取代苯異構體吸附在所述吸附劑上，二元取代苯異構體的混合液中吸附能力弱的二元取代苯異構體優先流出吸附柱，4.根據權利要求3所述的一種液相吸附分離二元取代苯異構體混合物的方法，其特征5.根據權利要求3所述的一種液相吸附分離二元取代苯異構體混合物的方法，其特征6.根據權利要求3所述的一種液相吸附分離二元取代苯異構體混合物的方法，其特征7.根據權利要求6所述的一種液相吸附分離二元取代苯異構體混合物的方法，其特征3方法二：將吸附分離二元取代苯異構體后的吸附劑置于乙方法三：將吸附分離二元取代苯異構體后的吸附劑以乙醇、正己4脂等高附加值化學產品重要的基礎化工原料。但二元取代苯異構體的物理性質十分接近，[0004]金屬有機框架材料(MetalOrganicFrameworks,MOFs)是由金屬離子或團簇和有料作為固定床吸附劑分離液相二甲苯異構體需要通過溶劑洗脫才可獲得純組分的二甲苯待分離底物，所述吸附劑由兩種鋁基金屬有機框架材料CAU-23(Al)和MIL-160(Al)的粉末5[0016]步驟3：二元取代苯異構體的混合液中吸附能力強的二元取代苯異構體吸附在所6[0027]1)本發明中，所使用的鋁基金屬有機框架材料CAU-23(Al)和MIL-160(Al)的制備[0031]圖2是本發明實施例中CAU-23(Al)在77K下的N2吸附-脫附等溫線(a)和(b)孔徑分[0032]圖3是本發明實施例中CAU-23(Al)吸附單組分二甲苯的吸附等溫線(a)和吸附分[0033]圖4(a)是本發明實施例中CAU-23(Al)等摩爾濃度的三組分二甲苯在25℃下的穿[0035]圖6是本發明實施例中MIL-160(Al)在77K下的N2吸附-脫附等溫線(a)和(b)孔徑[0036]圖7是本發明實施例中MIL-160(Al)吸附單組分二甲苯的吸附等溫線(a)和吸附分[0037]圖8是本發明實施例中MIL-160(Al)等摩爾濃度的三組分二甲苯在25℃下的穿透[0038]圖9是本發明實施例中CAU-23(Al)和MIL-160(Al)混合吸附劑等摩爾濃度的三組分二甲苯在25℃下的穿透曲線(單組分溶液濃度為0.1mol/L)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例為3:7(a)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例為4:6(b)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例為5:5(c)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例為6:4(d)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混[0041]本發明中鋁基金屬有機框架材料的合成參照文獻(Lenzen.D,Zhao.J,Ernst.S-J,Maurin.G,Zou.X,Stock.N,Ametal-organicframeworkforefficientwater-basedultra-low-temperature-drivencooling[J].NatCommun,2019,10(1):3025.)和7Janiak.C,ProbingthelimitsoflinkersubstitutioninaluminumMOFsthroughwatervaporsorptionstudies:mixed-MOFsinsteadofmixed-linkerCAU-23andMIL-160materials[J].DaltonTrans,2020,49(22)[0042]本發明的實例中，產物的X射線粉末衍射物相分析(XRD)采用日本Rigaku公司的[0043]本發明的實施例中，產物的物理吸附及孔分布采用麥克公司的ASAP2460比表面柱溫采取程序升溫；檢測器溫度：200～250℃,載氣流速[0054]為了測試上述合成的CAU-23(Al)對二甲苯異構體(鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲8[0057]為了測試上述合成的CAU-23(Al)對二甲苯異構體(鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲[0058]以正庚烷為溶劑，配制一系列三組分等摩爾比二甲苯混合溶液(各個組分濃度為℃搖床中100rpm震蕩4小時后，通過氣相色譜檢測空白對照組中各個組分的濃度和吸附后[0060]將上述的CAU-23(Al)吸附劑在120℃的真空干燥箱中進行活化，隨后將吸附劑裝速沖洗柱子1h。實驗中將正庚烷溶液替換為二甲苯三組分混合溶液(各個組分的濃度為液濃度達到初始進樣濃度為止。實驗完成后繼續用純正庚烷溶液以1mL/min的速度沖洗柱對對二甲苯和間二甲苯的吸附作用弱，而鄰二甲苯在填充柱中保留34min后才開始穿透析[0064]將4.69mmol六水合氯化鋁、1.56mmol偏鋁酸鈉、6.26mmol2,5-呋喃二羧酸、[0066]圖5為得到的MIL-160(Al)的XRD譜圖，可以看到MIL-160(Al)材料有較好的結晶9[0074]以正庚烷為溶劑，配制一系列三組分等摩爾比二甲苯混合溶液(各個組分濃度為20℃搖床中100rpm震蕩4小時后，通過氣相色譜檢測空白對照組中各個組分的濃度和吸附>對二甲苯＞鄰二甲苯，與MIL-160(Al)單組分二甲苯靜態吸附性能測試中的單組分二甲二甲苯和對二甲苯的干擾下，MIL-160(Al)仍然優先吸附間二甲苯而對鄰二甲苯和對二甲的流速沖洗柱子1h。實驗中將正庚烷溶液替換為二甲苯三組分混合溶液(各個組分的濃度出液濃度達到初始進樣濃度為止。實驗完成后繼續用純正庚烷溶液以1mL/min的速度沖洗[0077]圖8(a)為MIL-160(Al)等摩爾濃度的三組分二甲苯在25℃下的穿透曲線圖，圖中[0080]將上述活化后的CAU-23(Al)和MIL-160(Al)以一定比例物理混合(混合比例為3:7~7:3)后裝填至200mm×10mm的不銹鋼柱子中，在穿透實驗開始前，用純的正庚烷溶液以直至流出液濃度達到初始進樣濃度為止。實驗完成后繼續用純正庚烷溶液以1mL/min的速[0081]圖9為CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例為3:7～7:3時的等摩爾濃度的三組分二在混合比例為6:4、7:3時，穿透順序為對二甲苯＞間二甲苯＞鄰二甲苯，當[0083]為了測試上述CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附劑對二氯苯(鄰二氯苯、稱取100mg的CAU-23(Al)或MIL-160(Al)或二者混合的吸附劑(混合比例為2:8～8:2)加入[0085]從表1可以看出，CAU-23(Al)的吸附順序為鄰二氯苯＞間二氯苯＞對二氯苯，與CAU-23(Al)三組分二甲苯靜態吸附性能測試中三組分二甲苯靜態吸附實驗結果保持相同氯苯＞鄰二氯苯＞對二氯苯，與MIL-160(Al)三組分二甲苯靜態吸附性能測試中三組分二甲苯靜態吸附實驗結果略有不同，但仍然優先吸附間位的二氯苯異構體。CAU-23(Al)和MIL-160(Al)對鄰位和間位的二氯苯異構體保持優先吸附，且相較于其它異構體的吸附量[0086]表1CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附劑對三種二氯苯異構體的具體吸[0089]為了測試上述CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附劑對二溴苯(鄰二溴苯、稱取100mg的CAU-23(Al)或MIL-160(Al)或二者混合的吸附劑(混合比例為2:8～8:2)加入[0091]從表2可以看出，CAU-23(Al)的吸附順序為鄰二溴苯＞間二溴苯＞對二溴苯，與CAU-23(Al)三組分二甲苯靜態吸附性能測試中的三組分二甲苯靜態吸附實驗結果保持相二溴苯＞鄰二溴苯＞對二溴苯，與MIL-160(Al)三組分二甲苯靜態吸附性能測試中的三組和MIL-160(Al)對鄰位和間位的二溴苯異構體保持優先吸附，且相較于其它異構體的吸附[0092]表2CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附劑對三種二溴苯異構體的具體吸[0095]為了測試上述CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附劑對硝基甲苯(鄰硝基[0096]以正庚烷為溶劑，配制硝基甲苯的三組分混合溶液(各個組分濃度均為0.5mol/[0097]從表3可以看出，CAU-23(Al)的吸附順序為鄰硝基甲苯＞對硝基甲苯＞間硝基甲鄰硝基甲苯＞對硝基甲苯，與MIL-160(Al)三組分二甲苯靜態吸附性能測試中的三組分二MIL-160(Al)對鄰位和間位的硝基