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        溫度對MOF-74(Ni)吸附分離丙烯丙烷機理和選擇性的影響

        2016-08-22 02:45:32吳玉芳夏啟斌
        化工學報 2016年5期

        劉 江,吳玉芳,許 峰,肖 靜,夏啟斌,李 忠

        (華南理工大學化學與化工學院,廣東 廣州 510640)

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        溫度對MOF-74(Ni)吸附分離丙烯丙烷機理和選擇性的影響

        劉江,吳玉芳,許峰,肖靜,夏啟斌,李忠

        (華南理工大學化學與化工學院,廣東 廣州 510640)

        采用水熱法成功制備了MOF-74(Ni),使用PXRD、孔徑分析對材料進行了表征,測定了材料在不同溫度下的C3H6和C3H8吸附等溫線,應用程序升溫脫附技術估算了脫附活化能,并使用IAST理論預測了材料對C3H6/C3H8二元體系的吸附選擇性。討論了溫度對吸附機理和吸附選擇性的影響。結果顯示,MOF-74(Ni)的BET比表面積高達1306 m2·g-1。在298 K下,C3H6的吸附量高達7.4 mmol·g-1。隨著溫度升高,C3H8的吸附量大幅降低,而C3H6的吸附量下降程度較小,導致材料對C3H6/C3H8吸附選擇性升高。當溫度為328K時,MOF-74(Ni)對C3H6/C3H8二元氣體混合物的吸附選擇接近12。程序升溫脫附的實驗結果顯示,C3H6在MOF-74(Ni)上的脫附活化能大于C3H8,分別為68.92 kJ·mol-1和50.80 kJ·mol-1。C3H6是通過與MOF-74(Ni)的不飽和金屬位點Ni2+以π絡合作用方式吸附,作用力較強,而C3H8與Ni2+之間的作用力較弱。根據(jù)吸附機理不同的特點,適當提高溫度,將有助于提高MOF-74(Ni)吸附分離C3H6/C3H8混合物體系的吸附選擇性。

        MOF-74(Ni);丙烯;丙烷;吸附等溫線;吸附選擇性;溫度

        DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20151519

        引 言

        丙烯是一種重要的化工原料,廣泛用于聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧丙烷、乙丙橡膠的生產(chǎn)[1]。丙烯的來源主要有3條途徑:蒸氣裂解、催化裂化和丙烷脫氫制備,這3種途徑生產(chǎn)的丙烯的主要雜質是丙烷。丙烷的存在會嚴重影響丙烯下游產(chǎn)品的質量。丙烯、丙烷的沸點很低且比較接近,它們的相對揮發(fā)度很小,其分離特別困難。

        常用的丙烯丙烷分離方法有精餾法、膜分離法、變壓吸附分離法[2]。現(xiàn)行生產(chǎn)所采用的精餾操作通常在-30℃和30×105Pa壓力條件下進行,是一種高能耗的分離工藝。變壓吸附具有操作簡單、設備投入低、不產(chǎn)生副產(chǎn)物、吸附劑循環(huán)使用、節(jié)能環(huán)保等特點,具有良好的潛在應用前景,而吸附劑的開發(fā)是關鍵。

        自20世紀80年代,科研工作者們已經(jīng)對NaX[3]、13X、4A分子篩[4]、多孔氧化鋁和活性炭[5]等對烯烴烷烴的分離進行了廣泛研究,為了提高這些材料的烯烴烷烴分離性能,研究人員還進行了Ag+、Cu+金屬鹽改性[6-7],使處于還原態(tài)的Cu+能與烯烴通過π絡合作用方式進行吸附。然而沸石類吸附材料由于受孔容限制,盡管選擇性會有所提高,但吸附容量僅為2.1~2.4 mmol·g-1,這也制約了它的應用。

        近年來迅速發(fā)展的金屬有機骨架(MOFs)材料引起了人們的廣泛關注。MOFs比表面積高,孔徑可調(diào),表面可化學修飾,對CH4、CO2、CO等多種氣體都顯示出較高的吸附容量和選擇性。在烯烴烷烴的分離領域,人們也嘗試利用其孔徑大小、動力學差異分離、π絡合作用進行分離[8]。Plaza等[9]研究了HKUST-1對丙烯丙烷的變壓吸附性能,在373 K和1×105Pa條件下,對丙烯和丙烷的吸附容量分別高達6和5 mmol·g-1,吸附容量隨壓力的增大還會進一步增大。Yoon等[10]研究了對MIL-100(Fe)上的Fe(Ⅲ)進行可控的還原為Fe(Ⅱ),可大幅度提高對丙烯的吸附容量。Li等[11]研究了丙烯丙烷在ZIF-8材料的吸附動力學性能,盡管丙烯丙烷在ZIF-8材料上的吸附容量不高,但作者報道丙烯與丙烷的吸附擴散速率比可高達125。

        MOF-74是一種被廣泛研究的具有大量不飽和金屬位點的微孔MOFs材料,其在低壓條件下對CO2、CO、NO等氣體都有很好的吸附性能[12-15],而對烯烴烷烴具有很高的吸附容量更是引起了人們的關注[16-17]。B?hme等[18]研究了MOF-74(Co) 和MOF-74(Mg)對乙烯乙烷和丙烯丙烷的吸附等溫線,結果顯示MOF-74對烯烴和烷烴都有很高的吸附容量,而對烯烴的吸附容量都略高于烷烴。在MOF-74系列材料中,MOF-74(Ni)是水熱穩(wěn)定性最好的材料,吸附性能也較好,是最具應用潛力的材料。Chen等[17]測定了C3H6和C3H8在MOF-74(Ni)上的吸附等溫線,在298 K和100 kPa條件下,C3H6的工作吸附容量達4.85 mmol·g-1。由于Chen等合成的 MOF-74(Ni)其BET比表面積遠遠低于MOF-74(Mg),仍未能反映出MOF-74(Ni)真實的應用潛力。

        本文使用水熱法成功合成具有高比表面積的MOF-74(Ni),對其進行了表征。測定了該材料對丙烯丙烷的吸附等溫線,使用IAST理論計算了該材料的丙烯丙烷的吸附選擇性。測定了丙烯丙烷在MOF-74(Ni)上的脫附活化能。結合丙烯丙烷的吸附機理,探討了吸附溫度對MOF-74(Ni)吸附分離烯烴烷烴性能的影響。為開發(fā)該材料作為分離烯烴烷烴的吸附劑提供理論參考。

        1 實驗與材料

        1.1原料與試劑

        四水乙酸鎳(Ni(CH3COO)2·4H2O,天津市大茂化學試劑廠,分析純);2, 5-二羥基對苯二甲酸(dhtp,華威銳科,純度99%);四氫呋喃(THF,廣東光華科技股份有限公司,分析純);無水乙醇(C2H5OH,廣東光華科技股份有限公司,分析純);去離子水。

        1.2樣品制備

        MOF-74(Ni)的合成是以文獻[17]采用水熱法合成工藝為基礎,在程序控溫反應和純化部分做了改進。具體步驟如下:首先,將1.306 g四水合醋酸鎳加入35 ml去離子水中,0.522 g dhtp溶于35 ml四氫呋喃中,分別攪拌10 min,待溶解后,將兩種溶液混合,再攪拌5 min;然后,將溶液轉入聚四氟乙烯反應罐中,放入到不銹鋼外套中并密封;此后,將反應罐轉移到電熱恒溫箱中程序控溫反應,以5 K·min-1的加熱速率加熱到383 K,在383 K下反應72 h,再以1 K·min-1的降溫速率降溫至303 K,合成反應結束;最后,收集反應產(chǎn)物,使用無水乙醇清洗3次,轉入反應罐中,加入無水乙醇,在323 K恒溫箱中放置1 d,并更換無水乙醇2次。最后過濾、干燥,將產(chǎn)物放入真空干燥箱中,在423 K下干燥8 h。

        1.3樣品表征

        1.3.1X射線衍射采用德國Bruker公司D8 ADVANCE型衍射儀對樣品進行PXRD表征。其光源為銅靶Kα(γ=0.15432nm),單色器為石墨。在40 kV的管電壓,40 mA的管電流下進行。在5°~50°區(qū)間內(nèi)步長為0.02步,掃描速度為0.1sec·s-1。1.3.2孔徑分析采用Micromeritics公司ASAP2020孔徑分析儀對樣品進行孔徑分析測試。將樣品轉入樣品管,在523 K溫度下持續(xù)真空脫氣6 h。然后測定77 K條件下材料的靜態(tài)N2吸附等溫線。根據(jù)吸附等溫線,進行BET比表面積計算和孔徑分析。

        1.4樣品對C3H6和C3H8的吸附等溫線測定采用Micromeritics公司的3Flex吸附儀測定樣品對丙烯丙烷的吸附等溫線。首先將材料放置在真空干燥箱中,在423 K環(huán)境下干燥12 h。然后將樣品轉入樣品管,在523 K下脫氣6 h。冷卻至室溫,最后分別測試材料在273 K、298 K、313 K、328 K環(huán)境下的丙烯丙烷吸附等溫線。

        1.5C3H6和C3H8在樣品上的程序升溫脫附(TPD)曲線測定

        程序升溫脫附是在帶有熱導檢測器的AutoChem2920 (Micromeritics, USA) 儀器上進行。首先將樣品轉入樣品管,在523 K溫度下保持2 h,同時以30 ml·min-1通入氦氣吹掃。待冷卻到313 K,以20 ml·min-1的速率往樣品管通入C3H6,保持20 min。隨后繼續(xù)通入氦氣,吹走樣品管內(nèi)未被吸附的C3H6。待熱導信號穩(wěn)定后,以不同的升溫速率升至473 K。隨著樣品溫度升高,C3H6開始脫附,脫附的C3H6氣體信號被記錄。C3H8的TPD測試條件與C3H6相同。

        2 結果與討論

        2.1樣品的PXRD分析

        圖1示出了本文合成的MOF-74(Ni)的PXRD譜圖。從圖中可以看出,所合成的MOF-74(Ni)的特征峰主要出現(xiàn)在6.84°和11.86°,這與文獻[19]報道的MOF-74(Ni)的特征衍射峰一致,并且PXRD譜圖中沒有雜峰,說明制備的MOF-74(Ni)晶體中雜質含量很低,形貌規(guī)整。

        圖1 MOF-74(Ni)的PXRD譜圖Fig. 1 PXRD pattern of synthesized MOF-74(Ni)

        2.2材料的孔徑分析

        圖2 MOF-74(Ni)的N2吸附等溫線(77 K)Fig. 2 N2adsorption isotherms of MOF-74(Ni) at 77 K

        圖3 MOF-74(Ni)材料的DFT孔徑分布Fig. 3 DFT pore width distribution of MOF-74(Ni)

        圖2示出了MOF-74(Ni)在77 K的N2吸附等溫線。根據(jù)此吸附等溫線,通過計算軟件擬合BET模型計算出BET比表面積,計算所采用的壓力范圍為0.005<P/P0<0.02,相關參數(shù)符合BET計算的3個原則[20],BET比表面積為1306 m2·g-1。圖3是樣品的孔徑分布,顯示孔徑分布范圍為0.7~1.2 nm。本文合成的樣品其BET比表面積明顯高于文獻報道[17, 21],這為進一步提高MOF-74(Ni)吸附分離烯烴烷烴的性能奠定基礎,其主要原因是作者改進了合成工藝,尤其是應用無水乙醇和在較高溫度條件下純化,這有利于離子交換和孔道開放[22]。

        圖4 MOF-74(Ni)在不同溫度下的C3H6、C3H8吸附等溫線Fig.4 C3H6and C3H8adsorption isotherms of MOF-74(Ni) at different temperatures

        2.3C3H6/C3H8在MOF-74(Ni)上的吸附等溫線

        圖4示出了MOF-74(Ni)對C3H6和C3H8的吸附等溫線。在同一溫度條件下,丙烯的吸附等溫線要高于丙烷的。從圖4(a)可以看出,丙烯的吸附等溫線是典型的Ⅰ型吸附等溫線。在298 K的溫度條件,丙烯的吸附量高達7.4 mmol·g-1。表1歸納了幾種主要材料對丙烯的吸附量,可以看出MOF-74(Ni)的吸附容量不僅遠高于傳統(tǒng)的吸附材料,也是目前吸附容量最高的MOFs材料之一。

        表1 R不同材料在1 bar壓力下的C3H6吸附容量Table 1 C3H6adsorption capacity of different adsorbents at 1×105Pa

        值得注意的是,雖然隨著溫度的升高,丙烯和丙烷的吸附量都呈下降的趨勢,但比較圖4(a)、(b),可以發(fā)現(xiàn):丙烯的吸附量隨著溫度的升高,下降幅度很小,尤其在低于2 kPa的壓力范圍,丙烯吸附等溫線隨壓力微小增大而上升的斜率依然比較高,這表明丙烯與MOF-74(Ni)之間有較強的吸附作用力[圖4(a)];與此形成較鮮明對照的是,丙烷的吸附量隨著溫度的升高,下降幅度較大,尤其在低于2 kPa的壓力范圍,這意味著丙烷與MOF-74(Ni)之間的吸附作用力受溫度影響較大,吸附作用力較弱[圖4(b)]。丙烯和丙烷吸附量對溫度變化的響應程度不同,丙烯的吸附量受溫度影響較小,而丙烷的吸附量受溫度的影響較大,因此提高吸附體系的溫度將有助于提高MOF-74(Ni)對丙烯/丙烷的吸附選擇性。

        2.4溫度對材料吸附C3H6/C3H8選擇性的影響

        吸附選擇性是評價吸附劑的一個重要參數(shù)。本文應用IAST理論計算了C3H6/C3H8的吸附選擇性,探討溫度對材料吸附選擇性的影響。IAST全稱理想吸附溶液理論,由Myers等[28]在1965年首次提出,它通過單組分的吸附等溫線可預測吸附劑對二元混合氣體選擇性,目前已經(jīng)廣泛用于預測MOFs材料對多組分氣體的競爭吸附。

        本文首先使用dual site Langmuir-Freundlich模型[29]對C3H6、C3H8的吸附等溫線進行了擬合,式(1)為 DSLF方程的具體形式

        式中,p是氣體平衡時的壓力,kPa;q1、q2分別代表組分在吸附位點1和2上的飽和吸附量,mmol·g-1;b1、b2代表關聯(lián)的系數(shù);上角標c、t代表與理想表面的偏差值。

        對于一個二元混合物,吸附劑對組分1和2的吸附選擇性定義為[30]

        x1,x2是組分1和組分2在吸附相的摩爾組成,y1、y2是組分1和組分2在氣相的摩爾組成。根據(jù)實驗測定的單組分吸附等溫線,應用IAST模型計算二元混合物吸附選擇性的具體步驟,參見文獻[15]。圖5示出了IAST模型預測得到的MOF-74(Ni)對C3H6/C3H8二元體系在各溫度下的吸附選擇性。可以看出,隨著溫度升高,C3H6/C3H8的吸附選擇性升高,這可歸因于MOF-74(Ni)對C3H6的吸附作用力隨溫度升高影響較小,而對C3H8的吸附作用力則隨著溫度的升高明顯削弱。當溫度為328 K時,MOF-74(Ni)對C3H6/C3H8二元氣體混合物的吸附選擇接近12。在實際的應用中,可以依據(jù)丙烯和丙烷吸附機理的不同,適當升高溫度,以獲得更高的選擇性。

        圖5 IAST模型預計的MOF-74(Ni)對二元混合氣C3H6/C3H8的吸附選擇性(C3H6/C3H8=1:1)Fig. 5 IAST predicted selectivity of MOF-74(Ni) for C3H6/C3H8binary mixtures at different temperatures

        2.5C3H6和C3H8在MOF-74(Ni)上的脫附活化能計算

        程序升溫脫附(TPD)是一種材料表面分析技術,可用來測定吸附劑和吸附質之間的結合能。通過TPD曲線,可以計算出結合能的強弱。TPD曲線可以使用Polanyi-Wigner方程式[31]描述。

        式中,γd代表組分A從單位質量吸附劑的脫附速率,mol·min-1;n是脫附反應的級數(shù);θA是組分A的瞬時覆蓋度;t代表時間,min;κ0代表脫附速率系數(shù);Tp代表脫附的峰值溫度,K;Ed代表脫附活化能;R是理想氣體常數(shù),8.314 J·mol-1;βH代表加熱速率,K·min-1。

        假設脫附反應遵循一級動力學,從式(3)可以推導出[32]

        圖6 示出了C3H6和C3H8的程序升溫脫附曲線(TPD),升溫速率為4~12 K·min-1。從圖中可以看出,隨著升溫速率增大,TPD曲線的最高峰對應的溫度Tp也隨之增大。其中,C3H6的脫附峰溫度在320~425 K之間,C3H8的脫附峰溫度在310~380 K之間,C3H6的脫附溫度高于C3H8的脫附溫度,說明材料與C3H6的結合能較高。

        根據(jù)圖6中的數(shù)據(jù),應用式(4)進行線性擬合,可求出C3H6和C3H8在MOF-74(Ni)上的脫附活化能,如圖7所示。計算結果表明:C3H6和C3H8的脫附活化能分別為68.92 kJ·mol-1和50.80 kJ·mol-1,C3H6的脫附活化能高于C3H8,這也說明MOF-74(Ni) 與C3H6的結合能要大于其與C3H8的。

        圖6 C3H6和C3H8在MOF-74(Ni)上的TPD曲線Fig. 6 Temperature programmed desorption (TPD) spectra of C3H6and C3H8on MOF-74(Ni)

        圖7C3H6和C3H8在MOF-74(Ni)上的脫附活化能計算的線性擬合圖

        Fig. 7Liner dependence between lnand 1/T of C3H6and C3H8on MOF-74(Ni)

        3 結 論

        本文使用水熱法成功合成了MOF-74(Ni),其BET比表面積高達1306 m2·g-1。所制備的MOF-74(Ni)其對丙烯的吸附等溫線要高于丙烷的。這是由于丙烯、丙烷與MOF-74(Ni)之間的吸附作用力的不同,丙烯與MOF-74(Ni)之間是通過不飽和金屬位點產(chǎn)生π絡合吸附,而丙烷與材料之間的吸附則主要通過范德華力起作用。在298 K條件下,丙烯的吸附量高達7.4 mmol·g-1,遠高于傳統(tǒng)吸附材料,是目前對丙烯吸附容量最大的MOFs材料之一。隨溫度升高,丙烯的吸附量下降程度較小,而丙烷的吸附量下降程度較大,因此,提高吸附體系的溫度有助于提高MOF-74(Ni)對丙烯/丙烷的吸附選擇性。應用IAST模型計算結果顯示:隨著溫度升高,MOF-74(Ni)對C3H6/C3H8的吸附選擇性升高。當溫度為328 K時,MOF-74(Ni)對C3H6/C3H8二元氣體混合物的吸附選擇接近12。TPD實驗結果表明:C3H6在MOF-74(Ni)上的脫附活化能高于C3H8,這也說明MOF-74(Ni) 與C3H6的結合能要大于其與C3H8的。本文的不足之處是由于受儀器使用溫度的限制,未能測定更高溫度下的吸附等溫線,未能進一步研究利用提高吸附溫度以增強MOF-74(Ni)對C3H6/C3H8二元氣體混合物的吸附選擇性的局限性。

        References

        [1] 王卅. 我國丙烯下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品市場情況[J]. 化工進展, 2014, 33(9):2517-2520. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6613.2014.09.048. WANG S. Domestic markets in propylene downstream industries [J]. Chem. Ind. Eng. Prog., 2014, 33(9): 2517-2520. DOI:10.3969/j.issn.1000-6613.2014.09.048

        [2] ELDRIDGE R B. Olefin/paraffin separation technology: a review [J]. Ind. Eng. Chem. Res., 1993, 32(10): 2208-2212.

        [3] VAN MILTENBURG A, GASCON J, ZHU W D, et al. Propylene/propane mixture adsorption on faujasite sorbents [J]. Adsorption, 2008, 14: 309-321.

        [4] DA SILVA F A, RODRIGUES A E. Adsorption equilibria and kinetics for propylene and propane over 13X and 4A zeolite pellets [J]. Ind. Eng. Chem. Res., 1999, 38(5): 2051-2057.

        [5] 季豐, 蘇寶根, 邢華斌, 等. 干氣中乙烯丙烯在活性炭上的動態(tài)吸附和脫附特性研究[J]. 高?;瘜W工程學報, 2013, 27(4): 547-554. DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2013.07.09.08 JI F, SU B G, XING H B, et al. Dynamic adsorption-desorption characteristics of ethylene and propylene in dry gas on activated carbon [J]. Journal of Chemical Engineering of Chinese University,2013, 27(4): 547-554. DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2013.07.09.08

        [6] REGE S U, PADIN J, YANG R T. Olefin/paraffin separations by adsorption: π-complexation vs. kinetic separation [J]. AIChE Journal,1998, 44(4): 799-809.

        [7] YANG R T, KIKKINIDES E S. New sorbents for olefin/paraffin separations by adsorption via π-complexation [J]. AIChE Journal,1995, 41(3): 509-517.

        [8] 馬士珍, 蘇寶根, 鮑宗必, 等. 干氣中烷烴、烯烴新型分離吸附劑的研究進展[J]. 化工學報, 2014, 65(2): 396-405. DOI:10.3969/j.issn.0438-1157.2014.02.005 MA S Z, SU B G, BAO Z B, et al. Advances in new type adsorbent for separating alkene from dry gas [J]. CIESC Journal, 2014, 65(2):396-405. DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.02.005

        [9] PLAZA M G, RIBEIRO A M, FERREIRA A, et al. Propylene/propane separation by vacuum swing adsorption using Cu-BTC spheres [J]. Sep. Purif. Technol., 2012, 90: 109-119.

        [10] YOON J W, SEO Y-K, HWANG Y K, et al. Controlled reducibility of a metal-organic framework with coordinatively unsaturated sites for preferential gas sorption [J]. Angew. Chem. Int. Edit., 2010, 49(34):5949-5952.

        [11] LI K H, OLSON D H, SEIDEL J, et al. Zeolitic imidazolate frameworks for kinetic separation of propane and propene [J]. J. Am. Chem. Soc., 2009, 131(30): 10368-10369.

        [12] LOU W L, YANG J F, LI L B, et al. Adsorption and separation of CO2on Fe(Ⅱ)-MOF-74: Effect of the open metal coordination site [J]. J. Solid State Chem., 2014, 213: 224-228.

        [13] ADHIKARI A K, LIN K S. Synthesis, fine structural characterization,and CO2adsorption capacity of metal organic frameworks-74 [J]. J. Nanosci. Nanotechnol., 2014, 14(4): 2709-2717.

        [14] BLOCH E D, HUDSON M R, MASON J A, et al. Reversible CO binding enables tunable CO/H2and CO/N2separations in metal-organic frameworks with exposed divalent metal cations [J]. J. Am. Chem. Soc., 2014, 136(30): 10752-10761.

        [15] 劉有毅, 黃艷, 何嘉杰, 等. CO/N2/CO2在MOF-74(Ni)上吸附相平衡和選擇性[J]. 化工學報, 2015, 66(11): 4469-4475. DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20150504 LIU Y Y, HUANG Y, HE J J, et al. Adsorption isotherms and selectivity of CO/N2/CO2on MOF-74(Ni) [J]. CIESC Journal, 2015,66(11): 4469-4475. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20150504

        [16] MUNDSTOCK A, BOEHME U, BARTH B, et al. Propylene/propane separation in fixed-bed adsorber and membrane permeation [J]. Chem. Ing. Tech., 2013, 85(11): 1694-1699.

        [17] CHEN D L, SHANG H, ZHU W, et al. Transient breakthroughs of CO2/CH4and C3H6/C3H8mixtures in fixed beds packed with Ni-MOF-74 [J]. Chem. Eng. Sci., 2014, 117: 407-415.

        [18] B?HME U, BARTH B, PAULA C, et al. Ethene/ethane and propene/propane separation via the olefin and paraffin selective metal-organic framework adsorbents CPO-27 and ZIF-8 [J]. Langmuir, 2013, 29(27): 8592-8600.

        [19] CASKEY S R, WONG-FOY A G, MATZGER A J. Dramatic tuning of carbon dioxide uptake via metal substitution in a coordination polymer with cylindrical pores [J]. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130(33):10870-10871.

        [20] WALTON K S, SNURR R Q. Applicability of the BET method for determining surface areas of microporous metal-organic frameworks[J]. J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(27): 8552-8556.

        [21] WU X, BAO Z, YUAN B, et al. Microwave synthesis and characterization of MOF-74 (M = Ni, Mg) for gas separation [J]. Micropor. Mesopor. Mater., 2013, 180: 114-122.

        [22] 李玉潔, 苗晉朋, 孫雪嬌, 等. 機械化學法合成金屬有機骨架材料HKUST-1及其吸附苯性能[J]. 化工學報, 2015, 66(2):793-799. DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20141127. LI Y J, MIAO J P, SUN X J, et al. Mechano-chemical synthesis of HKUST-1 with high capacity of benzene adsorption [J].CIESC Journal, 2015, 66(2): 793-799. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157. 20141127

        [23] BAE Y S, LEE C Y, KIM K C, et al. High propene/propane selectivity in isostructural metal-organic frameworks with high densities of open metal sites [J]. Angew. Chem. Int. Edit., 2012, 51(8):1857-1860.

        [24] PLAZA M G, RIBEIRO A M, FERREIRA A, et al. Separation of C3/C4 hydrocarbon mixtures by adsorption using a mesoporous iron MOF: MIL-100(Fe) [J]. Micropor. Mesopor. Mater., 2012, 153:178-190.

        [25] JORGE M, LAMIA N, RODRIGUES A E. Molecular simulation of propane/propylene separation on the metal-organic framework Cu-BTC [J]. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects,2010, 357: 27-34.

        [26] HUANG H Y, YANG R T, CHEN N. Anion effects on the adsorption of acetylene by Nickel Halides [J]. Langmuir, 1999, 15(22):7647-7652.

        [27] YANG R T. Adsorbents: Fundamentals and Applications [M]. New Jersey: John Wiley & Sons Inc, 2003: 208-211

        [28] MYERS A, PRAUSNITZ J. Thermodynamics of mixed-gas adsorption[J]. AIChE Journal, 1965, 11(1): 121-127.

        [29] DUAN J G, HIGUCHI M, HORIKE S, et al. High CO2/CH4and C2 hydrocarbons/CH4selectivity in a chemically robust porous coordination polymer [J]. Adv. Funct. Mater., 2013, 23(28):3525-3530.

        [30] KRISHNA R, CALERO S, SMITH B. Investigation of entropy effects during sorption of mixtures of alkanes in MFI zeolite [J]. Chem. Eng. J., 2002, 88: 81-94.

        [31] LI J, LI Z, LIU B, et al. Effect of relative humidity on adsorption of formaldehyde on modified activated carbons [J]. Chin. J. Chem. Eng.,2008, 16(6): 871-875.

        [32] 潘紅艷, 李忠, 夏啟斌, 等. 金屬離子改性活性炭對二氯甲烷脫附活化能的影響[J]. 化工學報, 2007, 58(9): 2259-2265. PAN H Y, LI Z, XIA Q B, et al. Effect of metal ions loaded onto activated carbons on desorption activation energy of dichloromethane[J]. Journal of Chemical Industry and Engineering(China), 2007,58(9): 2259-2265.

        Effects of temperature on adsorption mechanism and adsorption selectivity of C3H6and C3H8on MOF-74(Ni)

        LIU Jiang, WU Yufang, XU Feng, XIAO Jing, XIA Qibin, LI Zhong
        (School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China)

        MOF-74(Ni) was synthesized by solvothermal synthesis method and then characterized by PXRD and pore size analysis. Isotherms of C3H6and C3H8on the synthesized MOF-74(Ni) were measured at different temperatures. The temperature programmed desorption experiments were conducted to estimate the desorption activation energies of C3H6and C3H8on the MOF-74(Ni). IAST theory was applied to predict the adsorption selectivity of C3H6/C3H8mixture. The effects of temperature on adsorption mechanism and adsorption selectivity were also discussed. Results showed that the as-synthesized MOF-74(Ni) had BET surfaces of 1306 m2·g-1, and its C3H6adsorption capacity was up to 7.4 mmol·g-1at 298 K. With rising temperature, the adsorption capacity of C3H8on MIL-74(Ni) decreased sharply, while that of C3H6decreased slightly, resulting in improvement of C3H6/C3H8adsorption selectivity of MOF-74(Ni). It could be attributed to π-complexation bonding between C3H6and MOF-74(Ni), which was stronger than the interaction of C3H8with MOF-74(Ni). TPD results indicated that the desorption activation energy of C3H6on MOF-74(Ni) was higher than that of C3H8, which were 68.92 kJ·mol-1and 50.80 kJ·mol-1,respectively.

        date: 2015-10-08.

        LI Zhong, cezhli@scut.edu.cn

        supported by the Key Program of the National Natural Science Foundation of China(21436005).

        MOF-74(Ni); propylene; propane; adsorption isotherms; adsorption selectivity; temperature

        TQ 028.1;TB 34

        A

        0438—1157(2016)05—1942—07

        2015-10-08收到初稿,2015-11-04收到修改稿。

        聯(lián)系人:李忠。第一作者:劉江(1990—),男,碩士研究生。

        國家自然科學基金重點項目(21436005)。

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