改性UiO-66 材料的制備及二甲苯異構體吸附性能研究

梁夢迪, 任秀秀, 陳 樂, 徐 榮, 張 琪, 戚 律, 馬文中,2, 鐘 璟

(1. 常州大學 石油化工學院, 江蘇省綠色催化材料與技術重點實驗室, 江蘇 常州 213164;2. 常州大學 材料科學與工程學院, 江蘇省環境友好高分子材料重點實驗室, 江蘇 常州 213164)

1 前 言

原油的催化重整每年可生產數百萬噸的C8 芳烴混合物[1]，二甲苯是C8 餾分的主要成分，包括鄰二甲苯(OX)、間二甲苯(MX)和對二甲苯(PX) 3 種異構體。由于二甲苯異構體的物化性質接近，采用一般的精餾技術難以分離出高純度的產品。吸附法由于成本低、操作簡單，是目前二甲苯異構體分離的主要研究技術之一。篩選高性能的吸附劑是實現二甲苯異構體分離的關鍵。

金屬有機骨架材料(metal organic framework，MOFs)是由有機配體和無機金屬離子或團簇形成的一類多孔材料[2]，其中，UiOs(University of Oslo)系列材料作為MOFs 的一種，由于其優異的化學穩定性和熱穩定性，近年來受到廣泛關注。2011 年，Barcia 等[3]探究UiO-66 對二甲苯異構體的吸附分離性能；Moreira等[4]制備的UiO-66 材料對二甲苯異構體的吸附選擇性在1.5～3.1。盡管許多MOFs 材料已經用于研究二甲苯異構體的分離，但效果并不是很理想。目前，通過官能化改性MOFs 材料進行物化性質的調節是一種非常簡便的方法。 2016 年，Lv 等[5]研究經氨基改性的 UiO-66，由于其氫鍵的存在使得 UiO-66-NH2對2,4-二硝基苯酚的吸附容量大于未改性的UiO-66。2019 年，Wei 等[6]通過分子模擬研究發現，接枝了─(CF3)2的UiO-66 官能團可以充當額外的吸附位點并產生更強的表面電勢重疊。目前，氨基和雙三氟甲基的UiO-66 改性材料制備及性質研究尚少，將UiO-66 及其改性材料(─NH2，─(CF3)2)用于吸附分離二甲苯異構體的應用更少見報道?！?br>