[發(fā)明專利]沸石咪唑酯骨架材料CHA-[Zn(2-mIm)x 有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110675399.3 | 申請(qǐng)日： | 2021-06-18 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113354829B | 公開（公告）日： | 2023-01-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 石琪;孟倩倩;王江;董晉湘 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 太原理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C08G83/00 | 分類號(hào)： | C08G83/00;B01J20/22 |
| 代理公司： | 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101 | 代理人： | 申艷玲 |
| 地址： | 030024 山西*** | 國省代碼： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 咪唑 骨架 材料 cha zn mim base sub | ||
本發(fā)明公開了一種具有CHA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的沸石咪唑酯骨架材料CHA?[Zn(2?mIm)x(mbIm)2?x]的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明通過改變兩種配體投料摩爾比合成了具有不同化學(xué)組成，BET比表面積和籠徑的CHA?[Zn(2?mIm)x(5?mbIm)2?x]（x=0.70±0.02和x=0.83±0.03）材料。本發(fā)明提供的CHA?[Zn(2?mIm)x(5?mbIm)2?x]（x=0.70±0.02）優(yōu)先吸附分子鏈短的丙酮，能夠?qū)崿F(xiàn)丙酮丁醇的位阻分離；CHA?[Zn(2?mIm)x(5?mbIm)2?x]（x=0.83±0.03）優(yōu)先吸附丁醇，能夠?qū)崿F(xiàn)丁醇丙酮的熱力學(xué)分離。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種具有CHA拓?fù)涞姆惺溥蝓ス羌懿牧螩HA-[Zn(2-mIm)x(mbIm)2-x]的制備方法及其在吸附分離方面的應(yīng)用。具體來說涉及一種通過調(diào)節(jié)2-甲基咪唑(2-mIm)和5(6)-甲基苯并咪唑(mbIm)在CHA-[Zn(2-mIm)x(mbIm)2-x]中的摩爾比改變其籠徑，從而實(shí)現(xiàn)丁醇和丙酮分離的技術(shù)。屬于無機(jī)功能材料應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著石油資源的短缺和環(huán)境問題的加重，生物燃料的優(yōu)勢日益突顯出來。而以ABE（丙酮-丁醇-乙醇）發(fā)酵法生產(chǎn)的生物丁醇因其高的能量密度和辛烷值以及高熱值和高調(diào)和性，成為一種極具潛力的生物燃料。然而，在ABE發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇的過程中，得到的是含有乙醇、丙酮和丁醇的低濃度混合水溶液，這給生物丁醇的分離帶來了困難。吸附分離法因?yàn)檫^程能耗低且選擇性高，適用于傳統(tǒng)分離技術(shù)難以分離的多組分體系。
沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）具有大孔容和高比表面積的優(yōu)勢，通過改變咪唑配體的基團(tuán)可以調(diào)控ZIFs結(jié)構(gòu)的孔道構(gòu)型及孔表面性質(zhì)，從而能夠有效地提高對(duì)多組分物質(zhì)的選擇性。
目前已有研究者采用二價(jià)金屬Zn鹽、2-甲基咪唑(2-mIm)和5(6)-甲基苯并咪唑(mbIm)合成了具有沸石CHA拓?fù)涞腪IF-302材料（Nguyen N T T, Furukawa H, Gándara F,et al. Selective capture of carbon dioxide under humid conditions byhydrophobic chabazite‐type zeolitic imidazolate frameworks[J]. AngewandteChemie, 2014, 126(40): 10821-10824.），并研究了其親疏水性和對(duì)CO2/N2的吸附分離性能。該研究中ZIF-302的合成方法是：按照二價(jià)金屬Zn鹽：2-甲基咪唑(2-mIm)：5(6)-甲基苯并咪唑(mbIm)= 1.0﹕0.86﹕1.0的原料摩爾比，在室溫下將上述材料依次加入到N,N-二甲基甲酰胺和水（體積比為19:1）的混合溶劑中，在120 ℃下反應(yīng)得到產(chǎn)物，最終通過Ar測得該ZIF-302材料的BET為240 m2/g。但是沒有文獻(xiàn)報(bào)道可以通過調(diào)控2-甲基咪唑(2-mIm)和5(6)-甲基苯并咪唑(mbIm)配體摩爾比的方法來改變CHA-[Zn(2-mIm)x(mbIm)2-x]材料的BET和孔結(jié)構(gòu)。因此我們希望通過調(diào)節(jié)上述兩種咪唑配體的摩爾比來改變CHA-[Zn(2-mIm)x(mbIm)2-x]材料的BET和籠結(jié)構(gòu)，并拓展其在低濃度丁醇和丙酮混合水溶液的吸附分離方面的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種具有CHA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的沸石咪唑酯骨架材料CHA-[Zn(2-mIm)x(mbIm)2-x]，并提供了其在低濃度丁醇和丙酮混合水溶液吸附分離方面的應(yīng)用。
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