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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种吸附剂及其制备和应用,更具体地说,涉及一种智能光响应多孔液体吸附剂及其制备方法和在烯烃/烷烃分离中的应用。
技术介绍
1、能源问题是当今世界的一个重大问题,由于烯烃和烷烃的分子尺寸相近,物理化学性质相似,分离这类混合物的条件尤其苛刻。吸附分离技术因其操作条件温和、工艺简单、成本较低,已成为研究热点。然而,开发吸附容量大且吸附选择性高的吸附剂仍然是该技术应用的核心。虽然吸附分离方法能显著降低分离过程中的能耗,但在吸附剂再生方面仍存在高能耗和流程繁琐等缺点。具体来说,对于大多数的吸附剂,虽然能利用活性位,选择性吸附吸附质,但在脱附时需要采用传统的减压或升温脱附方法,能耗较大且操作繁琐,从而限制了吸附剂的应用。
2、偶氮苯衍生物作为一种具有良好感光性的有机物,在光响应功能材料研究中具有重要作用。利用光响应分子在紫外-可见光条件下发生可逆顺反异构并导致尺寸变化,可以将光响应分子引入多孔材料中,从而调控吸附位点并降低气体脱附所需的能量。已知的智能光响应吸附剂虽然已展示出气体调控作用,但也存在一些不足之处,例如固体材料本身透光率差,处于材料内部的偶氮苯基团不一定能发生异构化,因此会导致异构化率低等问题。此外,这些固态智能响应吸附材料难以与现存的化工管路适配。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种光响应多孔液体吸附剂,本专利技术的另一目的是提供上述光响应多孔液体吸附剂的制备方法,本专利技术还有一目的是提供上述吸附剂在烯烃/烷烃分离中的
2、本专利技术的技术方案为:一种光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:以光响应金属有机笼为多孔主体,以大分子离子液体为空间位阻溶剂,溶解后制得的多孔主体质量分数在0.2%-10%的光响应多孔液体吸附剂。
3、优选上述的光响应金属有机笼是通过混合的间苯二甲酸衍生配体与等摩尔量的过渡金属盐,在2,6-二甲基吡啶的促进下,配位自组装获得的光响应双配体金属有机笼,其骨架结构示意图如图1所示。
4、优选所述的过渡金属盐为硝酸铜、氯化铜、醋酸铑、氯化钴、硝酸锰或氯化锰。
5、优选所述的2,6-二甲基吡啶的用量为金属盐质量的10%-50%。
6、优选所述的间苯二甲酸衍生配体为具有光响应性的偶氮苯衍生配体和长链烷基配体,其中偶氮苯衍生配体和长链烷基配体的摩尔比为1:(0.42~2.34)。
7、所述的偶氮苯衍生配体赋予多孔主体光响应性能,优选具有以下a1、b1、c1、d1、e1或f1的结构之一:
8、
9、所述的长链烷基配体增强了多孔主体的光响应性能,这些分子具有以下a2、b2、c2、d2、e2或f2的结构之一:
10、
11、优选所述大分子离子液体是聚乙二醇的咪唑型大分子离子液体,具有以下il-1到il-12的结构之一:
12、
13、上述的离子液il-1是参考文献(dinker,manish kumar,et al.angewandtechemie 135.31(2023):e202306495)合成的,其他离子液体的合成与该离子液体的合成机理一致。离子il-2~il-12是通过在il-1合成方法的基础上,通过改变原料聚乙二醇的种类和改变抗衡阴离子的方式进行合成的。
14、本专利技术还提供了上述的光响应多孔液体吸附剂的制备方法,其特征在于:将多孔主体溶解于用低沸点溶剂稀释的离子液体中,除去低沸点溶剂获得光响应多孔液体吸附剂。
15、优选所述的低沸点溶剂为甲醇、乙醇或二氯甲烷,其用量为离子液体质量的2-10倍。
16、本专利技术还提供了上述的光响应多孔液体吸附剂在烯烃/烷烃分离中的应用,优选在乙烯/乙烷或丙烯/丙烷分离中的应用。
17、多孔液体吸附剂的气体吸附条件是:称取0.1g的光响应多孔液体吸附剂,放入气体吸附仪belsorp max ii中,仪器的每次进气量为0.5cm3/g,等气体吸附完全后,再注入0.5cm3/g的气体,重复以上吸附过程直至材料在可见光的照射下对烯烃或者烷烃气体吸附饱和。后经脱气活化,再将光响应多孔液体吸附剂放置在紫外光光照重复测量其吸附量。计算得出可见光和紫外光照着下气体吸附量的差值,该值为利用光照条件对吸附剂实现智能脱附的脱附量。
18、有益效果:
19、本专利技术利用光响应分子在紫外-可见光条件下的可逆顺反异构行为,从而起到调节材料内部孔腔的开闭和外部孔腔的数的目的。引入长链烷基配体为偶氮苯的异构化提供了更加适宜的环境。这两种配体的协同作用,显著提高了偶氮苯的异构化效率,进而提高了多孔液体材料的光响应效率。使得该多孔液体对丙烯和乙烯在不同光照条件下具有很高的气体吸附量的变化,有效调控了气体吸附的分离比。本专利技术得到了一种可以远程操控吸附量的光响应多孔液体吸附剂。
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1.一种光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:以光响应金属有机笼为多孔主体,以大分子离子液体为空间位阻溶剂,溶解后制得的多孔主体质量分数在0.2%-10%的光响应多孔液体吸附剂。
2.根据权利要求1所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的光响应金属有机笼是通过混合的间苯二甲酸衍生配体与等摩尔量的过渡金属盐,在2,6-二甲基吡啶的促进下,配位自组装获得的光响应双配体金属有机笼。
3.根据权利要求2所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的过渡金属盐为硝酸铜、氯化铜、醋酸铑、氯化钴、硝酸锰或氯化锰。
4.根据权利要求2所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的2,6-二甲基吡啶的用量为金属盐质量的10%-50%。
5.根据权利要求2所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的间苯二甲酸衍生配体为具有光响应性的偶氮苯衍生配体和长链烷基配体,其中偶氮苯衍生配体和长链烷基配体的摩尔比为1:(0.42~2.34)。
6.根据权利要求5所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的偶氮苯衍生配体,具有以下a1、b1、c1、
7.根据权利要求1所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述大分子离子液体是聚乙二醇的咪唑型大分子离子液体,具有以下IL-1到IL-12的结构之一:
8.一种制备如权利要求1所述的光响应多孔液体吸附剂的方法,其具体步骤为:将多孔主体溶解于用低沸点溶剂稀释的离子液体中,除去低沸点溶剂获得光响应多孔液体吸附剂。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述的低沸点溶剂为甲醇、乙醇或二氯甲烷,其用量为离子液体质量的2-10倍。
10.一种如权利要求1中所述的光响应多孔液体吸附剂在乙烯/乙烷或丙烯/丙烷分离中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:以光响应金属有机笼为多孔主体,以大分子离子液体为空间位阻溶剂,溶解后制得的多孔主体质量分数在0.2%-10%的光响应多孔液体吸附剂。
2.根据权利要求1所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的光响应金属有机笼是通过混合的间苯二甲酸衍生配体与等摩尔量的过渡金属盐,在2,6-二甲基吡啶的促进下,配位自组装获得的光响应双配体金属有机笼。
3.根据权利要求2所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的过渡金属盐为硝酸铜、氯化铜、醋酸铑、氯化钴、硝酸锰或氯化锰。
4.根据权利要求2所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的2,6-二甲基吡啶的用量为金属盐质量的10%-50%。
5.根据权利要求2所述的光响应多孔液体吸附剂,其特征在于:所述的间苯二甲酸衍生配体为具有光响应性的偶氮苯衍生配体和长链烷...
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