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一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法

文献发布时间:2023-06-19 19:27:02


一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法

技术领域

本发明涉及吸附分离技术领域,具体是指一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法。

背景技术

工业的飞速发展离不开高纯度原料的交付,因此产物的分离与提纯成为工业生产中必不可少的一个重要环节。

二元取代苯异构体(如二甲苯、氯甲苯、二氯苯、二溴苯、溴甲苯和硝基甲苯等)在石油化工行业中发挥着重要作用,例如二甲苯异构体中的对二甲苯是合成对苯二甲酸的重要原料;染料中间体的合成离不开甲酚和硝基甲苯异构体;氯甲苯异构体是农药和合成树脂等高附加值化学产品重要的基础化工原料。但二元取代苯异构体的物理性质十分接近,使得分离二元取代苯异构体混合物得到单一组分的二元取代苯异构体十分困难。以二甲苯异构体分离为例,由于三种二甲苯分子的沸点和动力学直径极其相似,使得它们的分离具有较高难度。精馏、膜分离和结晶法虽然可以分离二甲苯异构体,但存在分离效率低和能耗高等问题。吸附分离法则较为灵活,具有高效、温和、低能耗和适用性广等优点,基于该方法的工业级分离技术是模拟移动床技术,使用的吸附剂一般为阳离子交换的X分子筛或Y分子筛,该类吸附剂优先吸附对二甲苯,无法分离邻二甲苯和间二甲苯,且模拟移动床的分离效率受限于分子筛有限的比表面积,饱和吸附量较小,表现出的吸附选择性也较低,使得模拟移动床的二甲苯选择性吸附分离效率不高,因此迫切需要能分离邻-、间-、对-二甲苯三组分,且兼顾高吸附量及高选择性的吸附剂材料。

金属有机框架材料(Metal Organic Frameworks,MOFs)是由金属离子或团簇和有机配体通过配位键连接的一种新型多孔材料。与分子筛和活性炭等传统吸附材料相比,金属有机框架材料具有设计性强、比表面积高、孔径可调控、表面官能化和结构多样等优势,近年来广泛应用在吸附分离领域。在吸附分离二甲苯领域也表现出不错的潜力,但受限于昂贵的有机配体昂贵及苛刻的合成条件,使其工业应用前景受到限制。且金属有机框架材料作为固定床吸附剂分离液相二甲苯异构体需要通过溶剂洗脱才可获得纯组分的二甲苯异构体。

发明内容

本发明要解决的技术问题是,提供以两种铝基金属有机框架材料混合后作为吸附固定相分离液相中的二元取代苯异构体混合物(二甲苯、氯甲苯、二氯苯、二溴苯、溴甲苯和硝基甲苯)的方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法,以铝基金属有机框架材料为吸附剂,以二元取代苯异构体混合液为待分离底物,所述吸附剂由两种铝基金属有机框架材料CAU-23(Al)和MIL-160(Al)的粉末混合组成,所述吸附剂用于分离液相中的二元取代苯异构体。

作为改进,所述铝基金属有机框架材料包括金属离子和有机配体,所述金属离子选自金属盐氯化铝、偏铝酸钠、碱式乙酸铝、六水合氯化铝、十八水合硫酸铝、九水合硝酸铝中的至少一种;所述有机配体为2,5-噻吩二羧酸和2,5-呋喃二羧酸。

作为改进,所述二元取代苯异构体包括二甲苯、氯甲苯、二氯苯、二溴苯、溴甲苯、硝基甲苯异构体。

作为改进,所述二甲苯异构体包括邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的任意组合;氯甲苯异构体包括邻氯甲苯、间氯甲苯和对氯甲苯的任意组合;二氯苯异构体包括邻二氯苯、间二氯苯和对二氯苯的任意组合;二溴苯异构体包括邻二溴苯、间二溴苯和对二溴苯的任意组合;溴甲苯异构体包括邻溴甲苯、间溴甲苯和对溴甲苯的任意组合;硝基甲苯异构体包括邻硝基甲苯、间硝基甲苯和对硝基甲苯的任意组合。

作为改进,所述铝基金属有机框架材料可通过压片制备成圆柱状颗粒。

本申请中吸附分离采用固定床进行,将一种吸附剂或混合吸附剂装填至所述固定床填充柱中,包括以下步骤:

步骤1:混合吸附剂装填至固定床填充柱中有两种填充方法,填充方法如下述方法的任一种:

方法一:将至少两种吸附剂以一定比例物理混合后装填至固定床填充柱中;

方法二:将至少两种吸附剂以一定比例串联填充至固定床填充柱中。

步骤2:将二元取代苯异构体的混合液通入所述固定床填充柱中,通过调整混合铝基金属有机框架材料的比例,以及控制流出液的时间,即可实现分离不同的二元取代苯异构体。

步骤3:二元取代苯异构体的混合液中吸附能力强的二元取代苯异构体吸附在所述吸附剂上,二元取代苯异构体的混合液中吸附能力弱的二元取代苯异构体优先流出吸附柱,获得吸附能力弱的二元取代苯异构体;

步骤4:将吸附能力强的二元取代苯异构体使用弱极性的溶剂进行解吸,获得吸附能力强的二元取代苯异构体。

可选地,本混合铝基金属有机框架材料的质量比例为1:1~1:9。

可选地,所述含有二元取代苯异构体混合液的浓度为0.01~0.3mol/L;所述混合液通入填充柱中的流速为0.5~2mL/min;

优选地,所述混合液中含有溶剂;所属溶剂选自正己烷、正庚烷、异辛烷、均三甲苯中的至少一种。

可选地,所述填充柱中的吸附剂可再生;

再生方法如下述方法的任一种:

方法一:使用乙醇、正己烷和正庚烷中的任一种溶剂,直接通入填充柱中冲洗,即可得到再生后的吸附剂;

方法二:将吸附分离二元取代苯异构体后的吸附剂置于乙醇、正己烷和正庚烷中浸泡解吸,即可得到再生后的吸附剂;

方法三:吸附分离二元取代苯异构体后的吸附剂以乙醇、正己烷和正庚烷中的任一种为抽提溶剂,利用索氏提取器抽提,即可得到再生后的吸附剂。

本发明与现有技术相比的优点在于:

1)本发明中,所使用的铝基金属有机框架材料CAU-23(Al)和MIL-160(Al)的制备以有机配体与金属盐在纯水中进行反应,无需使用易挥发、对环境有污染的有机溶剂,且反应副产物仅有氯化钠,所需原料价格低、合成条件温和、后处理方便、材料合成成本低,易于放大生产。

2)本发明中,所使用的铝基金属有机框架材料性能稳定,水稳定性好,经多次吸附-再生后,吸附性能仍然维持原有水平。

3)本发明可通过调控铝基金属有机框架材料以物理混合或串联的比例,纯化不同组分的二元取代苯异构体混合物,在二元取代苯异构体的吸附分离领域表现出极大的应用潜力。

附图说明

图1是本发明实施例中制备的CAU-23(Al)的XRD图。

图2是本发明实施例中CAU-23(Al)在77K下的N

图3是本发明实施例中CAU-23(Al)吸附单组分二甲苯的吸附等温线(a)和吸附分离二甲苯的三组分竞争吸附(b)。

图4(a)是本发明实施例中CAU-23(Al)等摩尔浓度的三组分二甲苯在25℃下的穿透曲线(a)(单组分溶液浓度为0.05mol/L)和脱附曲线图(b)。

图5是本发明实施例中制备的MIL-160(Al)的XRD图。

图6是本发明实施例中MIL-160(Al)在77K下的N

图7是本发明实施例中MIL-160(Al)吸附单组分二甲苯的吸附等温线(a)和吸附分离二甲苯的三组分竞争性实验(b)。

图8是本发明实施例中MIL-160(Al)等摩尔浓度的三组分二甲苯在25℃下的穿透曲线(a)(单组分溶液浓度为0.1mol/L)和脱附曲线图(b)。

图9是本发明实施例中CAU-23(Al)和MIL-160(Al)混合吸附剂等摩尔浓度的三组分二甲苯在25℃下的穿透曲线(单组分溶液浓度为0.1mol/L)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例为3:7(a)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例为4:6(b)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例为5:5(c)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例为6:4(d)CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例为7:3(e)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,但本发明并不局限于这些实施例。

如无特别说明,本发明中的实施例的原料均通过商业途径购买。

本发明中铝基金属有机框架材料的合成参照文献(Lenzen.D,Zhao.J,Ernst.S-J,Wahiduzzaman.M,Ken Inge.A,Frohlich.D,Xu.H,Bart.H-J,Janiak.C,Henninger.S,Maurin.G,Zou.X,Stock.N,A metal-organic framework for efficient water-basedultra-low-temperature-driven cooling[J].Nat Commun,2019,10(1):3025.)和(Schlusener.C,Jordan.D-N,Xhinovci.M,Matemb Ma Ntep.T-J,Schmitz.A,Giesen.B,Janiak.C,Probing the limits of linker substitution in aluminum MOFs throughwater vapor sorption studies:mixed-MOFs instead of mixed-linker CAU-23andMIL-160materials[J].Dalton Trans,2020,49(22):7373-7383.)。

本发明的实例中,产物的X射线粉末衍射物相分析(XRD)采用日本Rigaku公司的Ultima IV X射线粉末衍射仪,Cu靶,Kα辐射源(λ=0.154nm),电压40kV,电流30mA。

本发明的实施例中,产物的物理吸附及孔分布采用麦克公司的ASAP 2460比表面与孔隙度分析仪。

本发明的实施例中,吸附性能评估使用岛津GC-2030气相色谱,检测的条件:毛细柱:采用极性的聚乙二醇固定相毛细管色谱柱,如FFAP;前进样口气化室温度:200~250℃;柱温采取程序升温;检测器温度:200~250℃,载气流速0.5~2mL/min;氢气流速为30~40mL/min,空气流速为200~300mL/min。

请着重参考附图1-9;

在本申请中的动态穿透实验前,吸附剂粉末均先经过压片制备成圆柱状颗粒,再装填至不锈钢柱。

CAU-23(Al)制备

将18.75mmol六水合氯化铝、6.25mmol偏铝酸钠、25mmol 2,5-噻吩二羧酸、50mmol氢氧化钠、130mL去离子水混合,在100℃下回流搅拌反应6小时。反应完成后,将反应所得固体分散至200mL去离子水中洗涤三次,过滤后在120℃下真空干燥1天,得到纯化后的铝基金属有机框架材料CAU-23(Al)。

将本实施例中制得的CAU-23(Al)进行表征,结果如下:

图1为本实施例得到的CAU-23(Al)的XRD谱图,可以看到合成的CAU-23(Al)有较好的结晶性。

图2(a)为本实施例制备的CAU-23(Al)在77K下的N

图2(b)为本实施例得到的CAU-23(Al)的孔径分布图,可以看出CAU-23(Al)的平均孔径分布为

CAU-23(Al)单组分二甲苯静态吸附性能测试

为了测试上述合成的CAU-23(Al)对二甲苯异构体(邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)的吸附性能,使用本实施例中的CAU-23(Al)吸附剂进行了单组分二甲苯静态吸附实验。

以正庚烷为溶剂,配制一系列浓度梯度的(0.01mol/L,0.03mol/L,0.05mol/L,0.1mol/L,0.2mol/L,0.3mol/L,0.4mol/L,0.5mol/L,0.6mol/L)单组分邻二甲苯/间二甲苯/对二甲苯的吸附溶液,称取100mg的CAU-23(Al)加入上述吸附溶液中,同时设置空白对照组,在恒温20℃摇床中100rpm震荡4小时后,通过气相色谱检测空白对照组中各个组分的浓度和吸附后的各个组分的浓度,计算得到各个组分的二甲苯异构体的吸附量。单组分二甲苯吸附等温线如图3(a)所示。由图3(a)可看出,以正庚烷作为溶剂时,CAU-23(Al)优先吸附二甲苯中的邻二甲苯,其次是间二甲苯,最后是对二甲苯。邻二甲苯,间二甲苯,对二甲苯的最大吸附量分别为1.90mmol/g,0.97mmol/g,0.95mmol/g。

CAU-23(Al)三组分二甲苯静态吸附性能测试

为了测试上述合成的CAU-23(Al)对二甲苯异构体(邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)的分离性能,使用本实施例中的CAU-23(Al)吸附剂进行了三组分二甲苯静态吸附实验。

以正庚烷为溶剂,配制一系列三组分等摩尔比二甲苯混合溶液(各个组分浓度为0.01mol/L,0.03mol/L,0.05mol/L,0.1mol/L,0.2mol/L,0.3mol/L,0.4mol/L,0.5mol/L,0.6mol/L),称取100mg的CAU-23(Al)加入上述吸附溶液中,同时设置空白对照组,在恒温20℃摇床中100rpm震荡4小时后,通过气相色谱检测空白对照组中各个组分的浓度和吸附后的各个组分的浓度,计算得到各个组分的二甲苯异构体的吸附量。图3(b)为CAU-23(Al)三组分二甲苯竞争吸附图。从图中可以看出,三种二甲苯异构体为共同吸附状态。对于邻二甲苯异构体,随着溶液浓度的升高,吸附量不断升高,并在初始浓度为0.6mol/L时吸附量达到1.3mmol/g;而间二甲苯和对二甲苯的吸附量在小于0.3mol/L时呈升高趋势,在浓度大于0.3mol/L时先呈下降趋势后基本保持恒定;间二甲苯的最大吸附量为0.26mmol/g,对二甲苯的最大吸附量为0.19mmol/g;且三组分二甲苯竞争吸附实验的吸附顺序也是邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯,与CAU-23(Al)单组分二甲苯静态吸附性能测试中的单组分二甲苯吸附实验的吸附顺序保持一致。不同的是,三组分竞争吸附试验体现了竞争吸附,在有间二甲苯和对二甲苯的干扰下,CAU-23(Al)仍然优先吸附邻二甲苯而对间二甲苯和对二甲苯吸附很少。说明CAU-23(Al)可以很好的从二甲苯混合溶液中分离出邻二甲苯。

CAU-23(Al)三组分二甲苯动态穿透实验

将上述的CAU-23(Al)吸附剂在120℃的真空干燥箱中进行活化,随后将吸附剂装填至200mm×10mm的不锈钢柱子中,在穿透实验开始前,用纯的正庚烷溶液以1mL/min的流速冲洗柱子1h。实验中将正庚烷溶液替换为二甲苯三组分混合溶液(各个组分的浓度为0.05mol/L),流速为1mL/min,从第一滴液体滴入取样瓶开始,每分钟取一个样品,直至流出液浓度达到初始进样浓度为止。实验完成后继续用纯正庚烷溶液以1mL/min的速度冲洗柱子2h,并通过气相色谱仪检测流出液的各个组分的浓度,作出流出液浓度随时间变化的曲线图。

图4(a)为CAU-23(Al)等摩尔浓度的三组分二甲苯在25℃下的穿透曲线图,图中可以看到对二甲苯在12min开始穿透,随后间二甲苯14min时开始穿透,说明CAU-23(Al)材料对对二甲苯和间二甲苯的吸附作用弱,而邻二甲苯在填充柱中保留34min后才开始穿透析出,说明CAU-23(Al)材料对邻二甲苯的吸附量高且吸附作用强。这与上述静态吸附实验结果的结论一致。保留时间的差异说明二甲苯得到了有效的分离。

图4(b)为使用正庚烷溶液冲洗吸附后的填充柱的脱附曲线,图中可看到,对二甲苯和间二甲苯分别在30min和40min时从填充柱中洗脱完毕,邻二甲苯则在120min才洗脱完毕。从脱附实验中我们可以得到富含邻二甲苯的正庚烷溶液。

MIL-160(Al)制备

将4.69mmol六水合氯化铝、1.56mmol偏铝酸钠、6.26mmol 2,5-呋喃二羧酸、12.5mmol氢氧化钠、32.5mL去离子水混合,在100℃下回流搅拌反应24小时。反应完成后,将反应所得固体分散至50mL去离子水中洗涤三次,过滤后在120℃下真空干燥1天,得到纯化后的铝基金属有机框架材料MIL-160(Al)。

将本实施例中制得的MIL-160(Al)进行表征,结果如下:

图5为得到的MIL-160(Al)的XRD谱图,可以看到MIL-160(Al)材料有较好的结晶性。

图6(a)为得到的MIL-160(Al)在77K下的N

图6(b)为得到的MIL-160(Al)的孔径分布图,可以看出MIL-160(Al)的平均孔径分布为

MIL-160(Al)单组分二甲苯静态吸附性能测试

为了测试上述合成的MIL-160(Al)对二甲苯异构体(邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)的吸附性能,使用上述合成的MIL-160(Al)吸附剂进行了单组分二甲苯静态吸附实验。

以正庚烷为溶剂,配制一系列浓度梯度的(0.01mol/L,0.03mol/L,0.05mol/L,0.1mol/L,0.2mol/L,0.3mol/L,0.4mol/L,0.5mol/L,0.6mol/L)单组分邻二甲苯/间二甲苯/对二甲苯的吸附溶液,称取100mg的MIL-160(Al)加入上述吸附溶液中,到同时设置空白对照组,在恒温20℃摇床中100rpm震荡4小时后,通过气相色谱检测空白对照组中各个组分的浓度和吸附后的各个组分的浓度,计算得到各个组分的二甲苯异构体的吸附量。单组分二甲苯吸附等温线如图7(a)所示。由图7(a)可看出,以正庚烷作为溶剂时,MIL-160(Al)优先吸附二甲苯中的间二甲苯,其次是对二甲苯,最后是邻二甲苯。间二甲苯,对二甲苯,邻二甲苯的最大吸附量分别为1.30mmol/g,1.11mmol/g,0.65mmol/g。

MIL-160(Al)三组分二甲苯静态吸附性能测试

为了测试上述合成的MIL-160(Al)对二甲苯异构体(邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)的分离性能,使用上述合成的MIL-160(Al)吸附剂进行了三组分二甲苯静态吸附实验。

以正庚烷为溶剂,配制一系列三组分等摩尔比二甲苯混合溶液(各个组分浓度为0.01mol/L,0.03mol/L,0.05mol/L,0.1mol/L,0.2mol/L,0.3mol/L,0.4mol/L,0.5mol/L,0.6mol/L),称取100mg的MIL-160(Al)加入上述吸附溶液中,同时设置空白对照组,在恒温20℃摇床中100rpm震荡4小时后,通过气相色谱检测空白对照组中各个组分的浓度和吸附后的各个组分的浓度,计算得到各个组分的二甲苯异构体的吸附量。图7(b)为MIL-160(Al)三组分二甲苯竞争吸附图。从图中可以看出,三种二甲苯异构体为共同吸附状态。对于间二甲苯异构体,随着溶液浓度的升高,吸附量不断升高,并在初始浓度为0.6mol/L时吸附量达到0.95mmol/g;而对二甲苯和邻二甲苯的吸附量在小于0.1mol/L时呈升高趋势,在浓度大于0.1mol/L时先呈下降趋势后基本保持恒定;对二甲苯的最大吸附量为0.17mmol/g,邻二甲苯的最大吸附量为0.16mmol/g;且三组分二甲苯竞争吸附实验的吸附顺序也是间二甲苯>对二甲苯>邻二甲苯,与MIL-160(Al)单组分二甲苯静态吸附性能测试中的单组分二甲苯吸附实验的吸附顺序保持一致。不同的是,三组分竞争吸附试验体现了竞争吸附,在有邻二甲苯和对二甲苯的干扰下,MIL-160(Al)仍然优先吸附间二甲苯而对邻二甲苯和对二甲苯吸附很少。说明MIL-160(Al)可以很好的从二甲苯混合溶液中分离出间二甲苯。

MIL-160(Al)三组分二甲苯动态穿透实验

将上述合成的MIL-160(Al)吸附剂在120℃的真空干燥箱中进行活化,随后将吸附剂装填至200mm×10mm的不锈钢柱子中,在穿透实验开始前,用纯的正庚烷溶液以1mL/min的流速冲洗柱子1h。实验中将正庚烷溶液替换为二甲苯三组分混合溶液(各个组分的浓度为0.1mol/L),流速为1mL/min,从第一滴液体滴入取样瓶开始,每分钟取一个样品,直至流出液浓度达到初始进样浓度为止。实验完成后继续用纯正庚烷溶液以1mL/min的速度冲洗柱子5h,并通过气相色谱仪检测流出液的各个组分的浓度,作出流出液浓度随时间变化的曲线图。

图8(a)为MIL-160(Al)等摩尔浓度的三组分二甲苯在25℃下的穿透曲线图,图中可以看到对二甲苯在14min开始穿透,随后邻二甲苯20min时开始穿透,说明MIL-160(Al)对对二甲苯和间二甲苯的吸附作用弱,而邻二甲苯在填充柱中保留38min后才开始穿透析出,说明MIL-160(Al)对邻二甲苯的吸附量高且吸附作用强。与上述静态吸附实验不同的是,穿透实验的吸附顺序为间二甲苯>邻二甲苯>对二甲苯,这可能是由于动力学的相关因素导致的,且通过穿透实验MIL-160(Al)可同时实现三种异构体的分离,这在MOF材料中是相当罕见的。

图8(b)为使用正庚烷溶液冲洗吸附后的填充柱的脱附曲线,图中可看到,对二甲苯和邻二甲苯洗脱非常迅速,在50min即可洗脱掉90%,而间二甲苯由于吸附量较大,洗脱的较缓慢。从脱附实验中我们可以得到富含间二甲苯的正庚烷溶液。

CAU-23(Al)和MIL-160(Al)混合吸附剂三组分二甲苯动态穿透实验

将上述活化后的CAU-23(Al)和MIL-160(Al)以一定比例物理混合(混合比例为3:7~7:3)后装填至200mm×10mm的不锈钢柱子中,在穿透实验开始前,用纯的正庚烷溶液以1mL/min的流速冲洗柱子1h。实验中将正庚烷溶液替换为二甲苯三组分混合溶液(各个组分的浓度为0.1mol/L),流速为1mL/min,从第一滴液体滴入取样瓶开始,每分钟取一个样品,直至流出液浓度达到初始进样浓度为止。实验完成后继续用纯正庚烷溶液以1mL/min的速度冲洗柱子2h,并通过气相色谱仪检测流出液的各个组分的浓度,作出流出液浓度随时间变化的曲线图。

图9为CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例为3:7~7:3时的等摩尔浓度的三组分二甲苯在25℃下的穿透曲线图。从图9可以看出,随着CAU-23(Al)的占比增加和MIL-160(Al)的占比减少,邻二甲苯的穿透时间延后,间二甲苯的穿透时间提前,而对二甲苯的穿透时间基本不变。在混合比例为3:7、4:6和5:5时,穿透顺序为对二甲苯>邻二甲苯>间二甲苯,从在混合比例为6:4、7:3时,穿透顺序为对二甲苯>间二甲苯>邻二甲苯,当CAU-23(Al):MIL-160(Al)混合比例为6:4时,间二甲苯与邻二甲苯几乎同时穿透,且与对二甲苯的穿透间隔达到最大。

CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂三组分二氯苯静态吸附性能测试

为了测试上述CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂对二氯苯(邻二氯苯、间二氯苯和对二氯苯)的分离性能,使用CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂进行了三组分二氯苯静态吸附实验。

以正庚烷为溶剂,配制二氯苯的三组分混合溶液(各个组分浓度均为0.5mol/L),称取100mg的CAU-23(Al)或MIL-160(Al)或二者混合的吸附剂(混合比例为2:8~8:2)加入上述吸附溶液中,同时设置空白对照组,在恒温20℃摇床中100rpm震荡4小时后,通过气相色谱检测空白对照组中各个组分的浓度和吸附后的各个组分的浓度,计算得到各个组分的二氯苯异构体的吸附量。

从表1可以看出,CAU-23(Al)的吸附顺序为邻二氯苯>间二氯苯>对二氯苯,与CAU-23(Al)三组分二甲苯静态吸附性能测试中三组分二甲苯静态吸附实验结果保持相同的异构体位置选择性,仍然优先吸附邻位的二氯苯异构体;MIL-160(Al)的吸附顺序为间二氯苯>邻二氯苯>对二氯苯,与MIL-160(Al)三组分二甲苯静态吸附性能测试中三组分二甲苯静态吸附实验结果略有不同,但仍然优先吸附间位的二氯苯异构体。CAU-23(Al)和MIL-160(Al)对邻位和间位的二氯苯异构体保持优先吸附,且相较于其它异构体的吸附量有较大差异,可实现对二氯苯异构体的有效分离。

表1CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂对三种二氯苯异构体的具体吸附量

CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂三组分二溴苯静态吸附性能测试

为了测试上述CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂对二溴苯(邻二溴苯、间二溴苯和对二溴苯)的分离性能,使用CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂进行了三组分二溴苯静态吸附实验。

以正庚烷为溶剂,配制二溴苯的三组分混合溶液(各个组分浓度均为0.5mol/L),称取100mg的CAU-23(Al)或MIL-160(Al)或二者混合的吸附剂(混合比例为2:8~8:2)加入上述吸附溶液中,同时设置空白对照组,在恒温20℃摇床中100rpm震荡4小时后,通过气相色谱检测空白对照组中各个组分的浓度和吸附后的各个组分的浓度,计算得到各个组分的二溴苯异构体的吸附量。

从表2可以看出,CAU-23(Al)的吸附顺序为邻二溴苯>间二溴苯>对二溴苯,与CAU-23(Al)三组分二甲苯静态吸附性能测试中的三组分二甲苯静态吸附实验结果保持相同的异构体位置选择性,仍然优先吸附邻位的二溴苯异构体;MIL-160(Al)的吸附顺序为间二溴苯>邻二溴苯>对二溴苯,与MIL-160(Al)三组分二甲苯静态吸附性能测试中的三组分二甲苯静态吸附实验结果略有不同,但仍然优先吸附间位的二溴苯异构体。CAU-23(Al)和MIL-160(Al)对邻位和间位的二溴苯异构体保持优先吸附,且相较于其它异构体的吸附量有较大差异,可实现对二溴苯异构体的有效分离。

表2CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂对三种二溴苯异构体的具体吸附量

CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂三组分硝基甲苯静态吸附性能测试

为了测试上述CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂对硝基甲苯(邻硝基甲苯、间硝基甲苯和对硝基甲苯)的分离性能,使用CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂进行了三组分硝基甲苯静态吸附实验。

以正庚烷为溶剂,配制硝基甲苯的三组分混合溶液(各个组分浓度均为0.5mol/L),称取100mg的CAU-23(Al)或MIL-160(Al)或二者混合的吸附剂(混合比例为2:8~8:2)加入上述吸附溶液中,到同时设置空白对照组,在恒温20℃摇床中100rpm震荡4小时后,通过气相色谱检测空白对照组中各个组分的浓度和吸附后的各个组分的浓度,计算得到各个组分的硝基甲苯异构体的吸附量。

从表3可以看出,CAU-23(Al)的吸附顺序为邻硝基甲苯>对硝基甲苯>间硝基甲苯,与CAU-23(Al)三组分二甲苯静态吸附性能测试中的三组分二甲苯静态吸附实验结果略有不同,但仍然优先吸附邻位的硝基甲苯异构体;MIL-160(Al)的吸附顺序为间硝基甲苯>邻硝基甲苯>对硝基甲苯,与MIL-160(Al)三组分二甲苯静态吸附性能测试中的三组分二甲苯静态吸附实验结果略有不同,但仍然优先吸附间位的硝基甲苯异构体。CAU-23(Al)和MIL-160(Al)对邻位和间位的硝基甲苯异构体保持优先吸附,且相较于其它异构体的吸附量有较大差异,可实现对硝基甲苯异构体的有效分离。

表3CAU-23(Al)和MIL-160(Al)及二者混合吸附剂对三种硝基甲苯异构体的具体吸附量

以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

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