[發(fā)明專利]一種對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010093531.5
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111205471B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程瑞雪;田飛揚;陶朱
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J20/26;C10G25/00;B01J20/30;C07C7/12;C07C9/16
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 張梅

本發(fā)明公開了一種對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料及其應(yīng)用，該材料是將對稱四甲基六元瓜環(huán)溶于硫酸中制備而得。可用于吸附并分離汽油中的烷烴。本發(fā)明的框架材料是一種新型結(jié)構(gòu)的框架材料，能夠?qū)崿F(xiàn)汽油中烷烴的吸附分離，且成本較低，制備簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種瓜環(huán)框架材料及其應(yīng)用，特別是一種對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

瓜環(huán)(Q[n])是苷脲或烷基取代苷脲與甲醛或多聚甲醛在酸介質(zhì)中縮合的反應(yīng)產(chǎn)物，它是由n個苷脲單元通過2n個亞甲基橋連而構(gòu)成的，具有環(huán)形籠狀結(jié)構(gòu)的大環(huán)化合物，上下兩個開口端口分別分布著n個羰基。

框架材料具有結(jié)構(gòu)的多樣性，包括金屬有機框架(MOFs),共價有機框架(COFs)和超分子有機框架(SOFs)。它們在吸附，分離等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。瓜環(huán)是一種大環(huán)化合物，由于其結(jié)構(gòu)剛性強，化學(xué)穩(wěn)定性高，且其骨架結(jié)構(gòu)和性能多樣性，非常適合作為框架材料的基本構(gòu)件。

汽油中存在著多種烷烴，為了提供汽油的辛烷值，通常需要將汽油中的部分烷烴分離，現(xiàn)目前汽油中烷烴的分離方法有吸附蒸餾、直餾等方法，分離成本較高。因此，如果能將超分子框架材料用于汽油中烷烴的吸附分離，將極大的降低分離成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料及其應(yīng)用。本發(fā)明的框架材料是一種新型結(jié)構(gòu)的框架材料，能夠?qū)崿F(xiàn)汽油中烷烴的吸附分離，且成本較低，制備簡單。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料，是將對稱四甲基六元瓜環(huán)溶于硫酸中制備而得。

前述的對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料，所述制備的具體方法，是將對稱四甲基六元瓜環(huán)溶于硫酸中，放置至冷卻，然后繼續(xù)靜置直至完全結(jié)晶，將晶體取出，烘干，即得對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料。

前述的對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料，所述硫酸濃度為1-6M，靜置時間 20-28h。

前述的對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料，所述硫酸濃度為1-2M，靜置時間 24h。

前述的對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料，所述硫酸濃度為1-2M時，對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料的結(jié)構(gòu)式如下：

前述的對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料，所述硫酸濃度為3-4M時，對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料的結(jié)構(gòu)式如下：

前述的對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料，所述硫酸濃度為5-6M時，對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料的結(jié)構(gòu)式如下：

一種根據(jù)前述的對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料的應(yīng)用，是用于吸附并分離汽油中的烷烴。

前述的對稱四甲基六元瓜環(huán)框架材料的應(yīng)用，所述烷烴為己烷及其同分異構(gòu)體。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明通過以對稱四甲基六元瓜環(huán)為原料，在硫酸中進行反應(yīng)結(jié)晶，從而制得一種具有新型結(jié)構(gòu)的超分子框架材料。本發(fā)明的新型超分子框架材料制備方法簡單，成本低，并且能夠?qū)ζ椭械耐闊N類物質(zhì)進行吸附分離。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的對稱四甲基六元瓜環(huán)超分子框架材料的結(jié)構(gòu)示意圖；其中a、b和c分別對應(yīng)硫酸濃度為1-2M、3-4M和5-6M時，制得的超分子框架材料的孔道結(jié)構(gòu)，d、e和f分別是a、b和c所示框架結(jié)構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)，可知其孔道最大面積分別達到和

圖2為本發(fā)明超分子框架材料的結(jié)構(gòu)單元和結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的作用力；其中g(shù)、h和i依次為圖1中a、b和c所示框架材料的結(jié)構(gòu)單元，j為瓜環(huán)與瓜環(huán)之間的離子-偶極作用力，k為硫酸根陰離子與瓜環(huán)正電性外壁之間的離子-偶極作用。