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金属有机骨架及其复合材料基于筛分复合效应的C2分离的研究进展

本站小编 Free考研考试/2022-02-14

摘要/Abstract



精细化分离是石油化工生产的关键技术及研究热点之一, 其中C2 (C2H2/C2H4和C2H4/C2H6)的高效精细分离更是现代化工过程中高质量生产的难点和新挑战. 传统的热驱动分离过程(如精馏分离和选择性催化加氢分离)存在能耗高、经济效益低的缺陷, 而采用非热驱动分离过程(如吸附分离和膜分离)可大幅度节能降耗. 在众多吸附分离材料中, 金属有机骨架(MOF)材料拥有庞大的组分/结构单元库, 其组成和孔结构的可控、可调特性为C2的精细化高效分离带来了新的机遇. 以此为导向, 整理并归纳了近年来MOF+材料(MOF及其复合材料)的晶体和孔道参数, 分析其在高效分离C2方面的科学研究成果, 针对MOF+材料的设计、可控制备、孔径调控机制等关键科学问题, 提出了未来MOF+材料的研究趋势.
关键词: 金属有机骨架材料, 复合材料, 孔径, C2H2/C2H4分离, C2H4/C2H6分离, 选择性
Fine separation of mixture is the primary importance technology and hot topic in the petrochemical industry. In particular, high-efficiency separation of C2 (C2H2/C2H4 and C2H4/C2H6) is a difficult issue and challenge of the high-quality production in modern chemical process. Traditional heat-driven separation processes (e.g., fine distillation separation and selective catalytic hydrogenation separation) have the shortages of high energy consumption and low economic benefits. On the contrary, the processes with non-thermal driven separations (e.g., adsorptive and membrane-based separations) can greatly overcome these weaknesses. Among these adsorptive separation materials, metal-organic framework (MOF) materials own a huge various library of components/structure units. Their characters of controllable pore structures and adjustable compositions will bring about new opportunities for the high-efficiency refined separations. In this context, the crystals and pore parameters of MOF+ (MOF and its composites) materials in recent years were sorted out and summarized, the researches in the high-efficiency separation of MOF+ materials for C2 were analyzed, and the key issues of the design, controllable preparation, and pore size control mechanism for MOF+ materials were focused on. In addition, the future research trend of MOF+ materials were also put forward.
Key words: metal-organic framework material, composite, pore size, C2H2/C2H4 separation, C2H4/C2H6 separation, selectivity


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