基于甲苯模板合成的ZIF-93及其对1,3-丙二醇和2,3-丁二醇的吸附分离性能

摘要：

生物基1,3-丙二醇原液预处理后主要是由低浓度水溶液、1,3-丙二醇和2,3-丁二醇组成.1,3-丙二醇和2,3-丁二醇均是二元醇,含有2个羟基能与水形成强的氢键,增加了分离的难度.然而仅具有范德华作用的传统疏水吸附剂通过动态柱吸附无法实现有效分离二元醇.因此,选择具有范德华作用基团—CH3和氢键作用基团—CHO的ZIF-93研究其对低浓度2,3-丁二醇/1,3-丙二醇的静态和动态柱吸附分离性能.首先,在ZIF-93合成中引入甲苯作为溶剂和模板剂,利用甲苯与咪唑基配体以及甲苯分子之间的π-π相互作用模板支撑ZIF-93的结构单元lta笼,有效提高ZIF-93的BET比表面积和微孔孔容.结果表明,ZIF-93对2,3-丁二醇(50 g/L)/1,3-丙二醇(50 g/L)的动态柱吸附量为 69.9和 17.3 mg/g,对2,3-丁二醇/1,3-丙二醇的选择性为4.0.相对于传统疏水吸附剂,具有氢键作用基团的ZIF-93穿透曲线斜率增大,传质区间缩短,穿透时间提高,从而提高吸附床层的有效利用率,利于工业上连续分离操作.通过模拟揭示了 ZIF-93的-CHO与2,3-丁二醇的—OH和—CH3之间形成氢键相互作用,高于与1,3-丙二醇之间形成的氢键相互作用,从而实现了低浓度2,3-丁二醇/1,3-丙二醇的有效分离.经过3次吸附-解析循环实验,ZIF-93对2,3-丁二醇的吸附能力保持不变,仍能保持良好的稳定性.因此,ZIF-93是水溶液中分离二元醇的高效吸附剂.

关键词：沸石咪唑酯骨架结构材料、ZIF-93、模板剂、吸附分离、二元醇

所属期刊栏目：40

分类号：O647.3(物理化学（理论化学）、化学物理学)

在线出版日期：2023-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1302-1311