[发明专利]对C2

说明书

本发明公开了一种对C₂H₂/C₂H₄具有高效分离性能的MOF材料及其制备方法与应用。所述对C₂H₂/C₂H₄具有高效分离性能的MOF材料为多孔结构，包括ATC‑Cu主体框架以及修饰于所述ATC‑Cu主体框架上的1,4‑二氧六环。所述制备方法包括：在无水无氧条件下，使无水1,4‑二氧六环蒸汽与ATC‑CuMOF材料接触，并使1,4‑二氧六环吸附于ATC‑Cu MOF材料表面，获得对C₂H₂/C₂H₄具有高效分离性能的MOF材料。本发明提供的MOF材料具有高效分离C₂H₂/C₂H₄的优点。

技术领域

本发明是关于金属有机框架材料领域，特别是关于一种对C₂H₂/C₂H₄具有高效分离性能的MOF材料及其制备方法与应用。

背景技术

传统的C₂H₂/C₂H₄分离方法主要依赖于低温蒸馏和催化加氢，但是这两种方法耗能大且效率较低，并且也不利于可持续和环境友好发展。金属-有机框架材料(MOFs)具有可控的孔径、可改变的孔隙环境和可设计的框架结构，在C₂H₂/C₂H₄分离方面表现出了优异的性能。其中具有“门效应”的柔性MOFs由于在吸附时动态行为可控并且具有比较高的分离选择性，在C₂H₂/C₂H₄分离方面表现出了巨大的潜力。但是传统的“门效应”这种门效应业界研发人员称之为“典型门效应”，这种“典型门效应”的MOFs材料进行气体吸附分离的机理是通过整个柔性框架的改变来实现气体分离。传统“门效应”MOFs在其孔道打开之前，低压区的吸附量非常低，这使得其在微量气体的分离方面应用受限。而在工业生产中，乙烯气体中乙炔的含量小于1％，这使得传统“门效应”的MOFs材料在乙烯中分离微量乙炔面临巨大挑战。此外，在其每层孔道打开过程中，传统“门效应”柔性MOFs的框架会发生整体变化，从而影响了气体扩散速率，会导致气体的扩散速率慢，吸附位点密度低，最终会造成吸附量低，分离效果不理想。

综上，以上“典型门效应”的MOFs材料在气体吸附分离中存在如气体扩散速率慢、吸附量低等弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对C₂H₂/C₂H₄具有高效分离性能的MOF材料及其制备方法，其能够有效的分离C₂H₂/C₂H₄。

本发明的另一目的还在于所述对C₂H₂/C₂H₄具有高效分离性能的MOF材料的应用。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种对C₂H₂/C₂H₄具有高效分离性能的MOF材料，该MOF材料为多孔结构，且包括ATC-Cu主体框架以及修饰于所述ATC-Cu主体框架上的1,4-二氧六环配体。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述对C₂H₂/C₂H₄具有高效分离性能的MOF材料结晶于四方晶系，空间群为P4₂/mmc。