[发明专利]单核Cu(I)配合物晶体材料、制备方法、负载物及装置

说明书

本发明公开了单核Cu(I)配合物晶体材料、制备方法、负载物及装置，其中晶体材料，其化学式为CuC₁₆H₁₅N₃F₆P，分子结构为[Cu(dmp)(CH₃CN)][PF₆]，dmp为2,9‑二甲基‑1,10‑邻菲咯啉。本发明的晶体材料具有良好的稳定性和乙烯选择吸附性，能够高效分离乙烯/乙烷混合气体，该材料的生产制备过程简单，产率高，可控性好。

技术领域

本发明是关于化学工程与技术领域，特别是关于一种适用于乙烯/乙烷的分离的单核Cu(I)配合物晶体材料、制备方法、负载物及装置。

背景技术

乙烯(C₂H₄)是世界上最大的化工产品之一，广泛用于制造聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等聚合物和其他有机化学品。蒸汽裂解和乙烷脱氢是生产乙烯主要的方法，在这些生产过程中，不可避免地会引入乙烷(C₂H₆)杂质。因此，分离提纯乙烯在石油化工领域具有重要意义。然而，乙烯乙烷由于物化性质极其相近，分离难度较大。传统低温精馏、溶剂吸收等传统的气体分离手段，往往存在耗能较高，耗时较长，设备投资较大等不足之处。为了减少分离所需的能耗，降低成本，亟需开发更为高效、节能、环保的分离技术。吸附分离技术具有能耗低、操作简单及成本相对较低等优势，正在逐步替代传统的精馏分离技术。吸附分离技术的核心在于吸附剂的选择。

π络合吸附分离法作为一种介于物理吸附和化学吸附之间的新型吸附分离技术，具有良好的工业应用前景。一直以来，该领域的研究热点主要集中将Ag(I)和Cu(I)负载在合适的载体上形成复合材料，实现乙烯和乙烷的分离。当Cowan等人首次利用两例Ag(I)单核配合物分离乙烯/乙烷，发现其性能超过了许多其他的复合材料。然而，截至目前将单核配合物作为π络合剂吸附分离乙烯/乙烷的研究很少，尤其单核Cu(I)配合物，所得到的成果更是十分稀缺。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单核Cu(I)配合物晶体材料、制备方法、负载物及装置，获得了一种性能优良的高选择性的乙烯吸附晶体材料，具有良好的稳定性和乙烯选择吸附性，能够高效分离乙烯/乙烷混合气体，该材料的生产制备过程简单，产率高，可控性好。。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了单核Cu(I)配合物晶体材料，其化学式为CuC₁₆H₁₅N₃F₆P，分子结构为[Cu(dmp)(CH₃CN)][PF₆]，dmp为2,9-二甲基-1,10-邻菲咯啉。

在本发明的一个或多个实施方式中，晶体材料为三斜晶系，空间群为P-1，且满足：晶胞参数α＝87.33(4)°,β＝106.13(3)°,γ＝117.31(5)°。

在本发明的一个或多个实施方式中，晶体材料为2,9-二甲基-1,10-邻菲咯啉和一价铜通过配位反应得到。

在本发明的一个或多个实施方式中，一价铜至少由如下任一Cu₂O、CuCl、Cu₂SO₄提供。

在本发明的一个或多个实施方式中，单核Cu(I)配合物晶体材料的制备方法，包括如下步骤：(1)、准备用于提供Cu⁺的结晶材料；(2)、结晶材料与配体溶于二氯甲烷进行配位反应，获得目标晶体即可。

本发明方案得到的[Cu(dmp)(CH₃CN)][PF₆]材料经过真空和100℃下脱出配位的乙腈分子，用于选择性分离乙烯/乙烷混合气体。