[发明专利]环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有如下式所示结构的环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料及其制备方法和在吸附分离正戊烷和环戊烷中的应用：所述制备方法包括：将柱[5]单醌芳烃暴露于环丁胺的蒸气氛围中，反应完毕后，去除材料表面吸附的环丁胺，进一步减压干燥活化得到环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料。所述环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料可以有效的从含正戊烷和环戊烷的混合物中高选择性的吸附正戊烷，实现正戊烷和环戊烷的分离。

技术领域

本发明涉及晶体材料领域，具体涉及一种环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料及其制备方法和应用。

背景技术

正戊烷是一种良好的低毒溶剂，可用于气相色谱参比液、萃取溶剂和发泡剂，在人造冰、麻醉剂和医药中间体的制备等领域也被广泛使用，具有广阔的市场前景。

近年来，随着正戊烷应用领域不断扩大，纯度要求也在不断提高，因此受到广泛重视。

目前，工业上主要通过天然气或石油催化裂解、热分解过程来制备。由于精制程度不同，常含有碳五烷烃的异构体、环戊烷等沸点相近的烃类。进一步通过精馏分离和萃取分离等手段将多种碳五烷烃分离开来，分别获得高纯度的馏分。为了提高产品附加值，分离方法就显得尤为重要。

公告号为CN207062168U的专利说明书公开了一种涉及粗碳五生产高烯烃碳五、正戊烷、异戊烷和环戊烷设备。该专利技术通过将烷烃分离塔、加氢反应器、脱轻塔和萃取溶剂回收塔的合理设计和分布将粗碳五分解为高烯烃碳五、正戊烷、异戊烷、环戊烷等多个产品。

公开号为CN112174767A的专利说明书公开了一种碳五烷烃混合物的分离方法及装置。该专利技术涉及多段精馏分段冷却的方法实现碳五烷烃混合物的分离和提纯，得到高纯度的异戊烷，正戊烷和环戊烷。

然而以上方法蒸馏过程中所需温度高，需要巨大的能源消耗，不利于高纯度分离及节能技术领域及绿色能源发展；且蒸馏设备维修保养费高，提高企业生产成本，降低了企业的经济效益。

综上所述，寻找一种新型的既能有效分离正戊烷和环戊烷又仅需较少能源消耗的方法，成为目前工业界正戊烷纯化的关键。

发明内容

针对工业中纯化正戊烷过程中高能耗、设备复杂、操作危险系数高等问题以及本领域存在的不足之处，本发明提供了一种非多孔自适应的环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料，可用于正戊烷和环戊烷的分离。该晶体材料可以有效的从含正戊烷和环戊烷的混合物中高选择性的吸附正戊烷。该过程能耗低、平衡时间短、操作简单。

环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料(在本发明中，也可称为EtP4Q1-CBA晶体材料)，具有如下式所示结构：

本发明还提供了所述的环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料的制备方法，合成路线如图1所示，包括：将柱[5]单醌芳烃暴露于环丁胺的蒸气氛围中，反应完毕后，去除材料表面吸附的环丁胺，进一步减压干燥活化得到所述环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料；

所述柱[5]单醌芳烃具有如下式所示结构：

活化后的EtP4Q1-CBA晶体材料可以直接用于正戊烷和环戊烷的吸附分离。

在一优选例中，所述的环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料的制备方法，所述反应的温度为室温，时间为1～4天。

在一优选例中，所述的环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料的制备方法，采用加热脱附的方式去除材料表面吸附的环丁胺，所述加热的温度为35～45℃。

在一优选例中，所述的环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料的制备方法，所述减压干燥活化的温度为80～130℃。

本发明还提供了所述的环丁胺修饰单醌柱[5]芳烃晶体材料在吸附分离正戊烷和环戊烷中的应用。