一种柔性锌基配合物及其制备方法和应用

专利检索2024-12-18  24


本发明属于新材料,具体的涉及一种柔性锌基配合物及其制备方法和应用。


背景技术:

1、低碳烯烃(乙烯、丙烯)是全球石化工业大宗基础化学品,2020年我国聚烯烃需求量为5600万吨,已然成为全球最大的聚烯烃消费市场。以乙烯为例,2021年全球乙烯总年产量已经超过2亿吨,而我国2021年烯烃产量达到4500万吨,约占全球总产能的23%,预计到2025年将超过7000万吨。因此,如何实现低能耗获取低碳烯烃是亟待解决的关键科学与技术问题。

2、随着晶体工程和结构化学的快速发展,以金属有机骨架(metal-organicframework,简称mof)材料为代表的新型多孔材料在制备与性能方面不断取得突破,基于孔道尺寸/形状和孔表面的精准调控,可实现对复杂体系中特定组分的高选择性分子辨识分离。伴随温度、压力、客体分子等外界刺激,可做出动态响应的柔性mof应用在吸附分离领域正成为广大科研工作者们的研究热点。系统研究四苯基乙烯(tpe)对目标材料性能影响的规律性,对于开发新型金属-有机骨架材料具有重要的价值。但是在众多研究中缺少一种针对低碳烃气体有效分离的柔性锌基配合物,且由4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸配体(dpeb)和六水合硝酸锌构筑pbca空间群的柔性锌基配合物从没有过报道。


技术实现思路

1、本发明为了解决上述背景技术中的技术问题,提供一种针对低碳烃气体有效分离的多孔材料柔性锌基配合物。

2、本发明采取的技术方案如下:

3、一种柔性锌基配合物,结构单元为[zn2(oh)2(h2l1)4],其中,zn为二价锌离子,h2l1代表dpeb(4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸)配体;

4、其中,所述柔性锌基配合物结构属于六方晶系,pbca空间群,其晶胞参数为轴长轴角α=β=γ=90°,晶胞体积为z=8。

5、本发明还提供一种柔性锌基配合物的制备方法,包括以下步骤:

6、s1:将金属六水合硝酸锌、配体dpeb溶解于溶剂中,搅拌超声溶解后得到均一混合溶液,所述4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸配体与所述六水合硝酸锌的摩尔用量比为1:(1~2),所述4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸配体在所述溶液中的浓度为0.015~0.025mmol/l。

7、s2:将步骤s1所述混合溶液置于玻璃瓶中,采用溶剂热法将该玻璃瓶置于在密闭条件下90~100℃恒温静置反应3~5天,然后缓慢降至室温,产物经过滤、洗涤、干燥即得到所述柔性锌基配合物。

8、本发明的有益效果是:本制备方法条件简单、反应可快速进行、节约能源、节省时间。且本发明柔性锌基配合物的制备方法产率高、配体用量少,节约成本。

9、作为本发明柔性锌基配合物的制备方法的一种优化的方案,所述溶剂由n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和去离子水组成,所述n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和去离子水的体积比为2:2:1。

10、采用上述进一步方案的有益效果是,由n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和去离子水组成的溶剂易获得、价格低廉且污染小。

11、作为本发明柔性锌基配合物的制备方法的一种优化的方案,所述4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸配体与所述六水合硝酸锌的摩尔用量比为1:1.5,所述4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸配体在所述溶液中的浓度为0.02mmol/l。

12、采用上述进一步方案的有益效果是,确定的浓度和摩尔用量比得到柔性锌基配合物具有更好的品质,反应更加的顺利。

13、作为本发明柔性锌基配合物的制备方法的一种优化的方案,步骤s2中,产物使用n,n-二甲基甲酰胺溶剂对固体淋洗3次,再用乙醇洗3次。

14、本发明还提供一种柔性锌基配合物在低碳烃气体分离领域的应用,所述柔性锌基配合物对单一组分c2h2,c2h4和c2h6轻质烃进行吸附测试,得到差异化的吸附量用于吸附分离。



技术特征:

1.一种柔性锌基配合物,其特征在于:结构单元为[zn2(oh)2(h2l1)4],其中,zn为二价锌离子,h2l1代表dpeb(4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸)配体;其中,所述柔性锌基配合物结构属于六方晶系,pbca空间群,其晶胞参数为轴长轴角α=β=γ=90°,晶胞体积为z=8。

2.一种如权利要求1所述的柔性锌基配合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的柔性锌基配合物的制备方法,其特征在于,所述溶剂由n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和去离子水组成,所述n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和水的体积比为2:2:1。

4.根据权利要求2或3任一项所述的柔性锌基配合物的制备方法,其特征在于,所述4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸配体与所述六水合硝酸锌的摩尔用量比为1:1.5,所述4,4'-(2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)二苯甲酸配体在所述溶液中的浓度为0.02mmol/l。

5.一种如权利要求1所述的柔性锌基配合物在低碳烃气体分离领域的应用,其特征在于,所述柔性锌基配合物对c2h2,c2h4和c2h6组成的轻质烃进行吸附测试,得到差异化的吸附量用于吸附分离。


技术总结
本发明属于新材料技术领域,公开一种柔性锌基配合物及其制备方法和应用。该配合物结构单元为[Zn2(OH)2(H2L1)4],其中,Zn为二价锌离子,H2L1代表DPEB(4,4'‑(2,2‑二苯基乙烯‑1,1‑二基)二苯甲酸)配体;其中,所述柔性锌基配合物结构属于六方晶系,Pbca空间群,其晶胞参数为轴长轴角α=β=γ=90°,晶胞体积为Z=8。本发明的材料结构基于四苯基乙烯(TPE)构筑,由于DPEB具有两个可发生内在分子运动的悬空苯环,即使在配合物形成后也不会受到限制,从而产生对气体分子响应性吸附的门控效应,能够实现对气体的特异性吸附。本发明的柔性锌基配合物可应用于低碳烃气体分离领域。

技术研发人员:王永鑫,范卫东,王雨桐,孙道峰
受保护的技术使用者:中国石油大学(华东)
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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