优先捕获乙烷的低成本MOF材料高效吸附分离乙烷/乙烯

石油化工过程中通常采用低温精馏法分离乙烷,以获得聚合级纯度的乙烯,该过程耗能巨大.而利用多孔材料的吸附分离来拆分两者,可极大地降低所需能耗和生产成本.目前,相关研究领域中已见报道的多孔材料虽能在实验室中较为高效地实现乙烷-乙烯的分离,但它们多为乙烯选择性吸附剂.易被水、含硫杂质污染而失活,需要至少4个吸附-解吸循环才能实现乙烯纯度需求,吸附剂用量大等问题使之无法实用化.具有在混合物中优先捕获乙烷能力的多孔材料则可规避上述所有问题.文中在溶剂热条件下合成了一种具有低成本、较好稳定性的微孔材料[Co3(HCOO)6].实验研究显示,该材料在常温常压条件下具有优先吸附乙烷的能力,材料骨架对于乙烷的亲和力明显大于乙烯.IAST计算表明298 K 1 bar时,[Co3(HCOO)6]的乙烷/乙烯吸附选择比可以达到1.3,该材料能高效地实现乙烷/乙烯的吸附分离.