基于多氮唑配体制备金属有机框架用于乙炔吸附分离

王恺华1,陈杨1,2,王毅1,陈久弘1,李晋平1,李立博1,2 （1.太原理工大学化学工程与技术学院;2.气体能源高效清洁利用山西省重点实验室）

摘要：电石法制备的乙炔(C2H2)中会混入氮气、氧气和二氧化碳等杂质组分, 为获得高纯度乙炔, 相应的纯化分离研究十分必要. 金属有机框架(metal organic framework, MOF)材料是一种具有超高孔隙率和易于功能化的多孔材料. 基于特殊的孔腔特点, 该类材料在气体吸附分离领域展现出优异的性能. 本研究以一水合乙酸铜和5-(4-吡啶基)-1H-四唑为原料, 制备了一种新的MOF材料——Cu(Hptz), 命名为TYUT-15. 该材料基于特殊的方形孔腔结构和多氮吸附位点触发了孔中乙炔分子间的偶极矩协同吸附, 在主客体的共同作用下极大地提高了乙炔的吸附容量.采用单晶X射线衍射、同步热重分析、单组分气体吸附及混合气体穿透测试等对样品的结构及气体吸附分离性能进行了表征. 分离实验表明, 该材料可以从C2H2/CO2/N2/O2四组分混合气体中直接捕集C2H2.

关键词：乙炔, 二氧化碳, 金属有机框架, 混合气体分离