[發明專利]一種表面嫁接有磷脂雙分子層的MOF材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110705856.9
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113321815B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 仲崇立;孫玉繡;耿晨旭;喬志華
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01D71/72;B01D71/52;B01D53/22
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 肖照旭

本申請公開一種表面嫁接有膦脂雙分子層的MOF材料及制備方法和應用，屬于膜分離技術領域。所述表面嫁接有膦脂雙分子層的MOF材料是在母體MOF材料的表面上嫁接有由正十八烷基膦酸?膽固醇?卵磷脂構成的膦脂雙分子層；所述母體MOF材料為ZIF?8、ZIF?67、ZIF?71、ZIF?90、MOF?808或CuBTC。其制備方法包括OPA?MOF的制備和OLC?MOF的制備等步驟，最終得到OLC?MOF材料，其作為填料與聚合物，在光引發劑作用下，經紫外光照射得到具有很好的C₃H₆滲透速率和C₃H₆/C₃H₈選擇性的C₃H₆/C₃H₈分離用的混合基質膜。

技術領域

本申請屬于膜分離技術領域，具體涉及一種表面嫁接有磷脂雙分子層的MOF材料及制備方法和應用。

背景技術

烯烴在化學工業中占有重要的地位。例如，丙烯是環氧丙烷、丙烯醛、丙烯酸以及聚丙烯等重要化工品合成的中間體。在熱裂解、催化裂化及丙烷脫氫等石化生產過程中產生大量的烯烴/烷烴的氣體混合物，需要高效的分離提純技術加以回收和利用。

由于烯烴/烷烴相似的化學、物理性質，導致其沸點、尺寸非常的相近，而烯烴/烷烴分離一直是石油化工行業中的高耗能過程。當前的分離技術包括低溫蒸餾、變壓吸附、貧油吸收等，這些過程一般選擇性差、分離效率低、能耗高。因此迫切需要一種新型的能源節約型分離技術，用以提高分離效率和降低能耗和成本。

膜分離過程由于其高效率、低成本和低能耗成為烯烴/烷烴氣體分離是目前氣體分離領域研究的熱點和重點。混合基質膜是將填料顆粒均勻的分散在聚合物基質中所制備的膜的總稱，它結合了聚合物的力學性能、可加工性和成本以及填料在滲透性和選擇性方面的優勢，從而有希望打破限制聚合物膜的“trade-off”效應。同時，聚合物膜制備工藝的成熟使其在制備方面避免了純晶體膜在制備中面臨的難度大、成本高、難以放大等問題，引起了廣泛的關注和研究。

金屬-有機骨架材料(以下簡稱MOF材料)是一種新興的多孔材料，它通過無機金屬離子和有機配體組裝而成的具有周期網狀結構的配位聚合物，擁有高的孔隙率、大的比表面積、可調節孔尺寸等特點，在氣體分離、電化學、催化、醫學等方面有廣闊的應用前景，是作為混合基質膜填料的理想材料。

而目前用于C₃H₆/C₃H₈分離的混合基質膜制備所用的填料，普遍存在填料和聚合物之間相融性差，從而不能很好的發揮填料的作用，使得最終所得的C₃H₆/C₃H₈分離用的混合基質膜存在通量和選擇性間博弈，即“trade-off”效應的技術問題。

發明內容

為了解決上述填料和聚合物間相容性差以及“trade-off”效應等技術問題，本申請提供一種表面嫁接有磷脂雙分子層的MOF材料及其制備方法和其作為填料在C₃H₆/C₃H₈分離用的混合基質膜制備中的應用。

本申請的技術原理