UTSA-280的氨改性以及C2H4/C2H6分离性能研究

陈杨 杜亚丹 王勇 刘普旭 李立博 李晋平

引用本文: 陈杨, 杜亚丹, 王勇, 刘普旭, 李立博, 李晋平. UTSA-280的氨改性以及C2H4/C2H6分离性能研究[J]. 化学学报, 2020, 78(6): 534-539. doi: 10.6023/A20040130 shu
Citation:  Chen Yang, Du Yadan, Wang Yong, Liu Puxu, Li Libo, Li Jinping. Ammonia Modification on UTSA-280 for C2H4/C2H6 Separation[J]. Acta Chimica Sinica, 2020, 78(6): 534-539. doi: 10.6023/A20040130 shu

UTSA-280的氨改性以及C2H4/C2H6分离性能研究

    通讯作者: 李立博, E-mail: lilibo908@hotmail.com
  • 基金项目:

    项目受国家自然科学基金(Nos.21908155,21922810)、山西省青年科技研究基金(No.201901D211053)和山西省高等学校科技创新项目资助

摘要: 炼厂干气中回收乙烯是扩宽C2H4来源的有效途径,但C2H4和C2H6物理性质和分子尺寸非常接近,分离困难.金属有机骨架材料(MOFs)近年来在低碳烃分离领域展现出广阔的前景.本工作采用氨吸附改性调节UTSA-280的结构,通过一维直孔道大小的调节实现C2H4/C2H6的高效分离.改性后的UTSA-280具有独特的超微孔结构能提升C2H4的吸附,而完全不吸附稍大的C2H6,实现理想的C2H4/C2H6吸附选择性(>1000).结果表明,改性后的UTSA-280的C2H4吸附量可提高至2.83 mmol/g,与未改性的材料相比增加29%,并且能阻挡C2H6的吸附,最终达到>1200的C2H4/C2H6选择性.蒙特卡罗分子模拟(GCMC)计算C2H4/C2H6混合气体(1:1)的吸附得出,改性后UTSA-280孔内的C2H4吸附相比于C2H6具有更多的吸附分布.通过C2H4/C2H6混合气体穿透实验测试,改性后的UTSA-280材料能展现出48 min以上的分离时间,相比于未改性的材料,分离性能提升近1倍.

English

  • 乙烯(C2H4)是世界上生产量和消费量最大的化学产品之一, 在石化工业中有举足轻重的作用[1, 2]. C2H4的产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志, 我国的C2H4产能长期位居世界第二, 仅次于美国.虽然全球C2H4产能不断增加, 但是C2H4终端需求持续快速增长, 使得全球C2H4市场存在供需紧张, 需求持续旺盛.以中国为例, 2018年我国C2H4总产能达2500万吨, 较十年前增加近1500万吨.然而C2H4的当量消费量从2008年的2100万吨增至2017年的4100万吨, 呈现近乎翻倍的增长, 产量仍难以满足消费量需求[3, 4].长期以来我国C2H4对外依存度高, 近十年来对外依存度均超过50%, 急需扩宽C2H4来源以填补我国C2H4供需缺口[5, 6].

    炼厂干气中富含乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)和甲烷(CH4)等轻质烃, 其中, C2H4含量可达14%~22%[7, 8].据统计, 我国每年催化裂化装置产生超过520万吨的炼厂干气, 虽然炼厂干气中的轻烃具有较高的利用价值, 但整体工业利用率低, 通常当作燃料气或放火炬烧掉, 造成了严重的资源浪费和环境污染[9].面对国内C2H4工业的供需缺口, 合理扩大C2H4原料来源, 回收炼厂干气中的C2H4资源, 既可缓解我国C2H4的供求矛盾, 也可提高炼油企业的竞争力.但炼厂干气中C2H4含量较低, 常规的低温精馏分离工艺, 投资成本大, 能耗高, 并不适用.并且, 广泛存在的C2H6 (12%~15%)与C2H4物理性质和分子尺寸非常接近, 在沸点和分子动力学直径上仅有较小的区别: C2H6 (184.55 K, 0.4443 nm); C2H4 (169.42 K, 0.4163 nm).传统吸附剂选择性较低, 现阶段采用吸附分离方式用于C2H4回收仍存在很大的提升空间[10~12].由此, 寻求和制备高选择性C2H4吸附剂对炼厂干气中C2H4的高效回收具有重要意义[13].

    近年来, 金属有机骨架材料(MOFs)由于具有大的比表面积、均一的孔道和可调变的结构等特点[14~17], 在气体吸附分离领域展现出尤为突出的性能[18~21].其中由钙和方酸构成的UTSA-280 (Ca(squarate))材料在分离C2H4/C2H6时展现出优异的吸附选择性, 其刚性一维通道的超微孔结构能起到分子筛分的作用, 允许C2H4通过而完全阻止C2H6, 达到非常好的C2H4/C2H6分离效果[22].另外, 由于该材料具有易大批量制备、稳定性好、选择性高等优点, 显示出工业化应用的潜力.但是, 对比陈邦林课题组[22, 23]和鲍宗必等[24]的研究发现, UTSA-280在使用过程中, 需精准调控活化条件, 才能实现高的分离性能.一旦活化过程中孔结构控制不当, 便会导致C2H4吸附量降低, C2H6吸附量明显升高, 从而严重影响分离效果.文献指出[23], UTSA-280在90 ℃高真空下活化15 h后, 其对C2H4和C2H6的吸附量都较低; 当活化温度提升到103 ℃时, 其C2H4的吸附约为2 mmol/g, C2H4/C2H6 (1:1)的选择性高于103, 是较好的活化条件; 倘若活化温度提升至115 ℃, C2H6的吸附量会明显上升, 导致C2H4/C2H6选择性明显降低.另外, 鲍宗必等[24]的研究表明, UTSA-280在100 ℃高真空活化12 h后, C2H4的吸附量能达到2.25 mmol/g, 但C2H6的吸附量也会突破1.2 mmol/g, 最终UTSA-280的C2H4/C2H6选择性仅为5.9.由此可见, UTSA-280的活化条件会显著影响C2H4/C2H6的吸附和分离性能, 使得C2H4的高吸附量和C2H6的低吸附量难以兼顾, 苛刻的活化处理条件, 不利于实际的工业操作.因此, 如何合理有效地对UTSA-280材料进行孔道调节, 是实现其最佳分离性能的关键[25].

    本工作采用氨气吸附改性的方式, 对UTSA-280的孔道进行了进一步调节(图 1).不仅在结构的一维直孔道中创造了更适合C2H4吸附的孔型筛分效果, 并且结合的氨分子占据C2H6的吸附空间, 同时降低了C2H6的吸附.经过有效的氨吸附改性, C2H4的吸附量提升至2.83 mmol/g(较改性前增加29%), 同时C2H6的吸附量无增加, C2H4/C2H6的选择性超过1000, 实现了对C2H4/C2H6混合气体的高选择性分离.

    图 1

    图 1.  UTSA-280材料的脱水及氨吸附改性后的结构变化示意图
    Figure 1.  Structure changes on UTSA-280 caused by H2O removal and NH3 modified

    采用粉末X射线衍射(PXRD)技术对制备、活化、改性以及气体吸附后的UTSA-280样品进行了表征(图 2).从图 2中可以看出, 制备的UTSA-280样品的PXRD图谱与模型图谱的特征峰完全一致, 主峰强度较高, 说明制备的UTSA-280材料具有较高的纯度.样品经160 ℃活化后的特征峰没有变化, 证明活化时结构稳定性好, 高温处理后依旧保持原有晶型.从氨改性以及C2H4/C2H6吸附后的PXRD图谱可以看出, 强极性分子NH3对UTSA-280的结构没有破坏作用, 其在吸附气体后也没有结构的变化.由此表明, UTSA-280高稳定的结构可在活化、改性和吸附过程中保持完整, 有效避免在实际应用过程中大多数MOFs材料结构易破坏, 稳定性较差的问题[26~28].

    图 2

    图 2.  UTSA-280材料的制备、活化、改性和气体吸附后的对应PXRD图谱
    Figure 2.  PXRD patterns of UTSA-280 material after synthesized, activated, modified and gas sorption

    通过UTSA-280材料的热重曲线和差热分析曲线(图 3)可以看出, 材料的热重曲线出现多个失重阶梯, 对应于材料客体水分子的脱除和结构的分解.在30~50 ℃的升温过程中, 材料的质量有缓慢损失, 温度升至80 ℃后失重加快, 直至120 ℃左右完成第一阶段失重过程, 此阶段10%的失重为结构孔道中水分子的脱除.材料在120~320 ℃的温度范围会脱除结构中配位水分子, 随着水分子的脱除, C2H4吸附量逐渐上升, 但如果配位水完全脱除, 则C2H4/C2H6吸附选择性会显著降低, 配位水分子的脱除没有明显的阶梯, 所以仅依靠温度和升温速率方式难以进行精确控制.当温度升高至320~480 ℃温度区间, 出现失水后材料的稳定平台, 后续温度的升高会导致材料的分解, 放出大量热量.由此看出, UTSA-280的最终分解温度达480 ℃, 说明该材料具有高的热稳定性[29, 30].

    图 3

    图 3.  UTSA-280材料的热重曲线和差热分析曲线
    Figure 3.  TG and DSC curves for as-synthesized UTSA-280

    制备、活化及改性后UTSA-280的红外图谱由图 4所示.从图中可以看出, UTSA-280在活化前后以及改性前后都具有相近的振动峰, 说明了其保持原有的官能团及结构.主要的变化在于制备的UTSA-280结构中包含大量水分子, 所以在波长3000~3500 cm-1之间有很强并且很宽的水分子振动峰.在活化脱水后, 材料的这部分水分子振动峰明显减少, 由此验证结构中大部分的水分子被脱除.氨改性后的UTSA-280在3250~3400 cm-1之间多出了数个稍有凸起的振动峰, 此部分峰的出现归因于UTSA-280改性后结构中吸附并结合了大量氨分子[31, 32], 由此说明了UTSA-280材料氨改性后氨分子与结构的结合.

    图 4

    图 4.  合成及氨改性后UTSA-280的红外图谱
    Figure 4.  IR spectra of UTSA-280 that as-synthesized and NH3 modified

    为了考察UTSA-280材料的氨气吸附情况, 我们进行了吸脱附测试, 如图 5所示.由于材料在完全活化后暴露了钙的金属位点, 当在低压进入少量氨气时, 即会在不饱和金属空位上产生大量的吸附效果, 在2.5 kPa时即有高达约7 mmol/g的氨吸附量.随压力升高至50 kPa的过程中, 吸附量会有缓慢的提升, 50 kPa时的平衡吸附量达9.4 mmol/g.在压力从50 kPa升至60 kPa的过程中, 从吸附曲线上可以观察到明显的阶梯吸附现象, UTSA-280材料有一个较高吸附容量的提升, 从9.4 mmol/g提升至约12 mmol/g.这部分增量归功于UTSA-280的超微孔结构, 压力升高时, 孔道内氨分子之间的相互作用力增加, 形成分子间氢键并容纳更多的氨分子[33, 34].由于UTSA-280的孔容和孔径较小, 后续压力继续提升并不会产生更显著的吸附效果, 最终在100 kPa时的吸附量为12.4 mmol/g.从图 5中的脱附曲线看出, 由于氨分子之间的相互作用, 压力从60 kPa降到30 kPa过程中会有一个脱附滞后环, 当压力降到3 kPa时仍有7 mmol/g左右强吸附作用的氨气没有被脱除.从氨吸附后UTSA-280材料的热重曲线可以看出(图S1), 这部分强吸附作用的氨分子与金属的结合非常牢固, 温度超过200 ℃之后才能完全脱除(失重约10%), 说明氨分子在金属空位上产生了强的结合[35, 36].

    图 5

    图 5.  UTSA-280材料在298 K的氨气(NH3)吸脱附等温线
    Figure 5.  Ammonia (NH3) adsorption-desorption isotherms for UTSA-280 at 298 K

    为考察UTSA-280改性后C2H4和C2H6吸附性能的改变情况, 我们进行了UTSA-280, UTSA-280-M1、UTSA-280-M2三种材料的C2H4/C2H6吸附测试.从图 6中可以看出, 三种材料的C2H4吸附符合I型吸附等温线, 吸附量随着压力的提升而增加. UTSA-280经文献报道方式活化后, 在100 kPa时C2H4的吸附量能达到2.2 mmol/g, 与文献报道的相当[23, 24]; 然而, 由于UTSA-280活化过程中孔难以精确调控, 100 kPa时也会有0.15 mmol/g C2H6的吸附.氨改性后UTSA-280-M1材料在低压时(<20 kPa)的吸附量有明显提高, 这是由于氨改性后的MOFs功能化结构形成的孔型筛分, 对C2H4吸附作用增强[37~39], 提升了材料在低压时的吸附能力.然而, 由于氨改性后孔道会变小, 会完全阻挡C2H6的进入, 从而达到了完全不吸附C2H6的效果.从UTSA-280-M2的C2H4/C2H6吸脱附曲线可以看出, 氨改性同样实现了完全阻挡C2H6的作用.进一步优化氨气的负载量得到UTSA-280-M2, 随着氨分子的脱除, 释放了更多的孔道吸附体积, 因此该材料在低压和100 kPa时的C2H4吸附量都有明显提升, 相比于未改性的UTSA-280, 在298 K和100 kPa条件下, UTSA-280-M2的C2H4吸附量提升至2.83 mmol/g(提高29%), 并且材料的C2H4吸附稳定性好, 三次循环测试后都没有吸附量的损失(图S2).另外, 图S3中的C2H4动力学吸附曲线以及得到的扩散速率表明改性后UTSA-280-M2在低压时的C2H4吸附扩散明显高于UTSA-280, 更易达到吸附平衡.

    图 6

    图 6.  UTSA-280(球形点)、UTSA-280-M1(方形点)、UTSA-280-M2(三角点)三种材料在298 K的C2H4(实心点)和C2H6(空心点)吸附等温线
    Figure 6.  C2H4 (solid points) and C2H6 (hollow points) adsorption isotherms for UTSA-280 (spherical points), UTSA-280-M1 (square points) and UTSA-280-M2 (triangle points) at 298 K

    为了确认C2H4和C2H6分子在结构中的吸附位置, 我们利用GCMC方法考察了C2H4/C2H6(体积比1:1)混合气体在UTSA-280改性前后结构中的吸附分布.从图 7a中的吸附密度分布可以看出, C2H4在UTSA-280的一维直孔道中有较多的吸附, 而C2H6的吸附较少, 说明UTSA-280具有较高的C2H4/C2H6吸附选择性.从UTSA-280-M1的C2H4和C2H6分布密度来看(图 7b), 改性后结构中C2H4的分布密度明显增多, 且在每个孔道中都分布均匀, 而C2H6的分布密度有明显的减少. GCMC的计算结果与UTSA-280修饰前后C2H4和C2H6的吸附情况保持一致.由此预测, 改性后的UTSA-280材料对C2H4/C2H6混合气体的分离性能会有提升.

    图 7

    图 7.  GCMC模拟的等摩尔C2H4(红色点)/C2H6(绿色点)混合气在UTSA-280 (a)和UTSA-280-M1 (b)中的吸附分布(298 K和100 kPa)
    Figure 7.  Equimolar C2H4 (red points)/C2H6 (green points) adsorption distribution in UTSA-280 (a) and UTSA-280-M1 (b) from GCMC simulation at 298 K and 100 kPa

    为了定量的评估氨改性后材料的分离效果, 采用理想溶液理论模型(Ideal Adsorbed Solution Theory, IAST)对UTSA-280、UTSA-280-M1和UTSA-280-M2的C2H4/C2H6分离性能进行预测和对比[40, 41].首先根据C2H4和C2H6吸附等温线的类型, 单点Langmuir-Freundlich模型进行拟合:

    $ q={q_{\rm sat}}\frac{{b{p^\nu }}}{{1+b{p^\nu }}} $

    (1)

    其中, qsat为平衡时气体吸附量, 单位为mol/kg; p为平衡时气体压力, 单位为kPa; b为亲和系数, v为无因次参数.拟合数据见图S4和表S1.

    对于分离选择性的定义为:

    $ {S_{\rm ads}}=\frac{{{{{q_1}} / {{q_2}}}}}{{{{{p_1}} / {{p_2}}}}} $

    (2)

    其中, q1q2分别为组分1和组分2在吸附相中的摩尔分数; p1p2为组分1和组分2在气相中的摩尔分数.

    UTSA-280、UTSA-280-M1和UTSA-280-M2计算得到的选择性如图 8所示.脱掉孔中客体水的UTSA-280在低压时有较高的C2H4/C2H6选择性, 随着压力增加, C2H4的吸附量增长较慢, 而C2H6的吸附有明显的增加, 因此其在100 kPa时的选择性为16.而改性后UTSA-280材料具有更大的C2H4吸附量和更低的C2H6吸附量, 在100 kPa时UTSA-280-M1的选择性可以达到1100, UTSA-280-M2的选择性甚至突破1200.相比于本工作制备以及文献报道的UTSA-280, 其C2H4/C2H6选择性有巨大的提升[23, 24].改性后的UTSA-280材料与文献报道的吸附量及选择性对比如表S2所示.氨改性后C2H4/C2H6选择性的提升, 归因于氨分子在一维孔道中构造的孔型更适合C2H4的吸附, 在低压即提升了C2H4的吸附作用, 同时氨在孔道中占据了C2H6的吸附空间, 阻止了C2H6吸附量的增加, 最终实现高的吸附选择性.

    图 8

    图 8.  UTSA-280(球形点)、UTSA-280-M1(方形点)、UTSA-280-M2(三角点)在C2H4/C2H6体积比为1:1时的IAST选择性
    Figure 8.  IAST selectivity of UTSA-280 (spherical points), UTSA-280-M1 (square points) and UTSA-280-M2 (triangle points) at C2H4/C2H6 volume ratio of 1:1

    为了考察氨改性手段对UTSA-280材料C2H4/C2H6混合物分离性能影响, 我们进行了针对这三种材料的混合气分离测试(图 9). UTSA-280材料由于具有很低的C2H6吸附量, 对应展现出较少的C2H4/C2H6共吸附时间, C2H6在3 min前就会穿出吸附柱从而在出口气中被检测到.材料改性后, UTSA-280-M1和UTSA-280-M2基本不吸附C2H6, 所以C2H6更早地从吸附柱穿出.其中, UTSA-280-M1的保留时间增加至40 min左右, 分离性能明显提高.此外, 由于UTSA-280-M2的C2H4吸附量有较大的提升, 从图中可以观察到, C2H4在50 min后会穿透吸附柱, C2H4/C2H6的分离时间达到了48 min以上, 分离性能相对于未改性的UTSA-280提高了近1倍.改性后的UTSA-280材料可以在提升C2H4吸附的同时阻挡C2H6的吸附, 最终展现出非常高的C2H4/C2H6选择性和优良的分离性能.

    图 9

    图 9.  UTSA-280(球形点)、UTSA-280-M1(方形点)、UTSA-280-M2(三角点)三种材料在298 K的C2H4/C2H6 (体积比1:1)穿透曲线
    Figure 9.  Breakthrough curves of UTSA-280 (spherical points), UTSA-280-M1 (square points) and UTSA-280-M2 (triangle points) for C2H4/C2H6 (1:1, equal volume) mixtures (298 K)

    本工作利用氨气调节UTSA-280孔道结构的方式进行MOFs材料的改性, 改性后的材料达到了提升C2H4吸附量且降低C2H6吸附量的效果, 实现了C2H4/C2H6混合气更高效的分离.吸附结果表明, 改性后的UTSA-280-M2材料具有2.83 mmol/g的吸附量, 相比于原始材料吸附量提升29%;并且改性后的材料完全不吸附C2H6, 从而实现最高1200的C2H4/C2H6选择性. GCMC模拟的等体积C2H4/C2H6混合气体吸附结果表明, 改性后的UTSA-280在混合组分中具有更高的C2H4吸附密度, 而C2H6吸附量相应减少.最终通过C2H4/C2H6混合气体穿透实验验证了, 改性后的UTSA-280相比于未改性的材料展现出了更加优秀的分离性能, 减少了共吸附时间并延长了C2H4/C2H6分离时间, 分离性能提升了近100%.

    四水硝酸钙(Ca(NO3)2·4H2O, 99%)和方酸(Squaric acid, 98%)购于阿拉丁试剂(上海)有限公司, 氨水(NH3·H2O, 25%)购于国药集团, 氨气(NH3, 99.999%)购于中昊光明化工研究设计院有限公司, 实验用水为去离子水.

    UTSA-280的制备由文献方法改进, 采用NH3·H2O替代NaOH的方式来调节方酸的溶解及pH值[22]: 22.656 g四水硝酸钙溶解于100 mL蒸馏水中, 将上述溶液缓慢倒入由10.944 g方酸, 16 mL氨水(25%)和100 mL水组成的混合溶液中, 在室温搅拌30 min, 过滤、洗涤和干燥后, 得到大小约为4 μm×6 μm×50 μm的棒状单晶UTSA-280(图S5), 产量为12.6 g, 产率78.4%.将制备的UTSA-280材料置于160 ℃高真空(1×10-3 Pa)条件下活化5 h, 直至结构中水分子完全脱除.活化后的UTSA-280材料在室温下以20 kPa/min的进气速率吸附氨气(纯度99.999%), 升压至100 kPa并保持1 h.氨吸附完成后(饱和吸附量为21%), 在120 ℃高真空(1×10-3 Pa)条件下脱附氨气, 脱至氨气负载量为5.6%时停止活化, 记为氨改性材料UTSA-280-M1;在140 ℃高真空(1×10-3 Pa)条件下脱附至氨负载量为2.8%时停止活化, 记为氨改性材料UTSA-280-M2.

    样品的物相分析采用德国布鲁克X射线衍射仪(Cu Kα radiation, Bruker D8 Advance).分析条件为Cu Kα (λ=1.5418 Å), 电压40 kV, 电流40 mA, 步长0.02°, 扫描速度为4 (°)/min, 扫描范围为2θ=5°~40°.扫描电镜照片(SEM)由Hitachi SU8010测得(3.0 kV).红外谱图采用岛津IRSpirit傅立叶变换红外光谱仪测定. TG分析由德国耐驰Model STA 449 F5同步热分析仪测试, 测试温度在30~800 ℃范围, 升温速率为10 ℃/min, 空气气氛, 气体流量为100 mL/min.

    材料的NH3、C2H4和C2H6吸脱附曲线由英国海德智能重量法吸附仪(IGA 001, Hiden, UK)测定, 测试温度为298 K.测试压力从0 kPa开始, 以5 kPa/min的进气速率逐渐升压到100 kPa.每个测试点的平衡时间为30 min. UTSA-280的NH3吸脱附测试在160 ℃下真空活化5 h后完成. UTSA-280, UTSA-280-M1和UTSA-280-M2的C2H4和C2H6吸附曲线是在改性完后直接测试得到. UTSA-280和UTSA-280-M2的C2H4动力学吸附曲线在298 K下完成, 设定压力为0 kPa到100 kPa, 进气速率20 kPa/min.

    参照文献的方法[42, 43], 采用蒙特卡罗分子模拟(GCMC)计算C2H4/C2H6混合气体分子在刚性MOFs孔结构中的分布密度, 从而分别确定吸附C2H4和C2H6分子的分布密度和吸附位置.模拟计算中的温度设置为298 K, 压力为100 kPa (C2H4和C2H6的分压均为50 kPa).模拟模型采用COMPASS力场, 每个材料的计算对象为8 (2×2×2)个单胞, 计算步长为1.0×107.

    将制备及改性得到的UTSA-280吸附剂材料装入规格为Φ 4 mm×120 mm的不锈钢吸附柱.选用He作为吹扫气, 流速为100 mL/min, 在80~110 ℃的温度区间原位加热, 不同材料对应的活化条件如表S3中所示.活化完毕后冷却至25 ℃, 在0.1 MPa下通入C2H4/C2H6 (V(C2H4):V(C2H6)=1:1)混合气, 流速为1.5 mL/min, 采用气相色谱(TCD检测器)实时测试出口气组分及含量.


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  • 图 1  UTSA-280材料的脱水及氨吸附改性后的结构变化示意图

    Figure 1  Structure changes on UTSA-280 caused by H2O removal and NH3 modified

    图 2  UTSA-280材料的制备、活化、改性和气体吸附后的对应PXRD图谱

    Figure 2  PXRD patterns of UTSA-280 material after synthesized, activated, modified and gas sorption

    图 3  UTSA-280材料的热重曲线和差热分析曲线

    Figure 3  TG and DSC curves for as-synthesized UTSA-280

    图 4  合成及氨改性后UTSA-280的红外图谱

    Figure 4  IR spectra of UTSA-280 that as-synthesized and NH3 modified

    图 5  UTSA-280材料在298 K的氨气(NH3)吸脱附等温线

    Figure 5  Ammonia (NH3) adsorption-desorption isotherms for UTSA-280 at 298 K

    图 6  UTSA-280(球形点)、UTSA-280-M1(方形点)、UTSA-280-M2(三角点)三种材料在298 K的C2H4(实心点)和C2H6(空心点)吸附等温线

    Figure 6  C2H4 (solid points) and C2H6 (hollow points) adsorption isotherms for UTSA-280 (spherical points), UTSA-280-M1 (square points) and UTSA-280-M2 (triangle points) at 298 K

    图 7  GCMC模拟的等摩尔C2H4(红色点)/C2H6(绿色点)混合气在UTSA-280 (a)和UTSA-280-M1 (b)中的吸附分布(298 K和100 kPa)

    Figure 7  Equimolar C2H4 (red points)/C2H6 (green points) adsorption distribution in UTSA-280 (a) and UTSA-280-M1 (b) from GCMC simulation at 298 K and 100 kPa

    图 8  UTSA-280(球形点)、UTSA-280-M1(方形点)、UTSA-280-M2(三角点)在C2H4/C2H6体积比为1:1时的IAST选择性

    Figure 8  IAST selectivity of UTSA-280 (spherical points), UTSA-280-M1 (square points) and UTSA-280-M2 (triangle points) at C2H4/C2H6 volume ratio of 1:1

    图 9  UTSA-280(球形点)、UTSA-280-M1(方形点)、UTSA-280-M2(三角点)三种材料在298 K的C2H4/C2H6 (体积比1:1)穿透曲线

    Figure 9  Breakthrough curves of UTSA-280 (spherical points), UTSA-280-M1 (square points) and UTSA-280-M2 (triangle points) for C2H4/C2H6 (1:1, equal volume) mixtures (298 K)

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  • 发布日期:  2020-06-15
  • 收稿日期:  2020-04-29
  • 网络出版日期:  2020-05-24
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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