[发明专利]一种阴离子型Zn(Ⅱ)-MOF用于乙烯一步纯化

说明书

一种阴离子型Zn(Ⅱ)‑MOF用于乙烯一步纯化，属于晶态材料的技术领域。化学分子式为[Me₂NH₂]₃[Zn₁₄(ATZ)₁₂(iPA‑O)₆(COO)](BUT‑303)。该金属‑有机骨架的合成为封闭条件下，有机配体5‑羟基‑间苯二酸(iPA‑OH)和1,2,4‑三氮唑‑5胺(ATZ)与六水合硝酸锌或者无水醋酸锌在N,N‑二甲基甲酰胺和四氟硼酸中，经由溶剂热反应得到金属有机骨架材料的晶体；此金属有机骨架材料显示出具有从C₂中纯化乙烯的潜能。

技术领域

本发明属于晶态材料的技术领域，技术涉及金属-有机配位聚合物材料，特征是一种阴离子型Zn(Ⅱ)的金属有机骨架材料、制备方法及其吸附分离研究。

背景技术

乙烯(C₂H₄)被称为工业血液，是用于生产环氧乙烷、聚乙烯等化学品的不可或缺的原料。乙烷(C₂H₆)和乙炔(C₂H₂)是C₂H₄生产过程(包括石脑油的蒸汽裂解和乙烷的脱氢)中的两种主要杂质。乙炔的存在不仅会损坏用于乙烯聚合的催化剂，而且会与这些催化剂反应形成固体金属酰化物，从而堵塞流体并导致爆炸。乙烷的出现会延长反应器停留时间，降低生产效率。此外，乙烯聚合过程中的乙烷排放会导致能源浪费和环境污染。所以，实现从C₂烃中一步纯化乙烯是非常有意义的。

金属有机骨架材料(MOFs)作为一种新型的多孔材料，具有孔径可调和可功能化的优点，是用于低碳烃分离的理想材料。尽管已经有几个MOFs被报导用于乙烯从C₂烃中一步纯化，但是这些MOFs的构筑使用了非常复杂的有机配体，需要通过繁琐的步骤才能合成。用可以直接购买得到的单环配体混合与金属中心配位构筑新的MOF并用于乙烯的一步纯化是降低成本的一种很好的策略。

发明内容

本发明的目的在于使用可以直接购买得到的有机配体合成一种阴离子型的Zn(Ⅱ)金属有机骨架材料，并将其用于C₂H₄从C₂烃中的纯化。

本发明的一种基于可以购买得到的有机配体5-羟基-间苯二酸(iPA-OH)和1,2,4-三氮唑-5胺(ATZ)合成的阴离子型的Zn(Ⅱ)金属-有机骨架材料，其特征在于，化学分子式为[Me₂NH₂]₃[Zn₁₄(ATZ)₁₂(iPA-O)₆(COO)](BUT-303)。

从骨架连接构筑的角度，该金属有机骨架的晶体结构属于三方晶系，空间群为P-3，晶胞参数为：α＝β＝90°，γ＝120°。