环己烷是一种重要的化工原料,在尼龙生产、医药甚至电子行业中广泛应用,但由于苯加氢过程的效率问题,所生产的环己烷都会残留少量苯杂质,这使得其纯度远远达不到应用要求,且苯危害极大,因此出于质量与安全要求,必须要将环己烷中的苯含量降至最低。但从环己烷中去除痕量未反应的苯在技术上是困难的,因为它们的分子结构和物理性质相似。
在本研究中,我们通过孔道组成、孔环境等特征筛选了一种具有互补性孔道且芳香环丰富的MOFs材料-Zn-Ade-TCPE,这种材料由于限域效应能够特异性识别苯分子,环己烷完全被限制在外,实现了苯和环己烷的绝对筛分。单组份吸附表明,具有较高的苯吸附容量,而环己烷几乎完全不吸附,显示出优异的分离潜力,动态穿透也证实了这一结果。对液相混合物中,Zn-Ade-TCPE对不同组成的苯和环己烷液相混合物(1:1、1:10、1:20)中均显示出极高的选择性(262、728、1030),在室温下,使用该吸附剂,可以用一个简单的剥离步骤去除液体环己烷中的微量苯(1000 ppm),产生纯度>99.999%的环己烷。
该MOF吸附剂能有效地从环己烷中捕获微量的苯,为环己烷的深度纯化提供了一种很有前途的替代方法。它对苯分子的高亲和力和对环己烷的不可接近孔隙,可以实现这一具有挑战性的分离过程,且具有低能耗和最小的产品产量损失的特点。
DOI:10.1021/jacs.4c13208