当前位置：
X-MOL 学术
›
J. Mater. Chem. A
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Simultaneous removal of C2H2 and C2H6 for C2H4 purification by robust MOFs featuring a high density of heteroatoms
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2023-09-09 , DOI: 10.1039/d3ta01598j
Shikai Xian 1, 2 , Junjie Peng 3 , Haardik Pandey 4 , Wells Graham 4 , Liang Yu 3 , Hao Wang 1 , Kui Tan 5 , Timo Thonhauser 4 , Jing Li 1, 2
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2023-09-09 , DOI: 10.1039/d3ta01598j
Shikai Xian 1, 2 , Junjie Peng 3 , Haardik Pandey 4 , Wells Graham 4 , Liang Yu 3 , Hao Wang 1 , Kui Tan 5 , Timo Thonhauser 4 , Jing Li 1, 2
Affiliation
|
Simultaneous removal of C2H6 and C2H2 from C2H4 streams is of great importance in the petrochemical industry but remains a challenging task. To address this challenge, we have selected three isoreticular MOFs with high stability, low cost, and desirable scale-up ability, namely, MOF-303, MIL-160, and CAU-23 and assessed their potential in simultaneous removal of acetylene and ethane for ethylene purification. Each MOF exhibits desirable C2H2 and C2H6 uptake capacity (>5.5 mmol g−1 and >4 mmol g−1, respectively), as well as good C2H2/C2H4 selectivity (>2) and C2H6/C2H4 selectivity (>1.5). Notably, MOF-303 takes up 4.96 mmol g−1 C2H6 at 298 K and 1 bar, the highest value among the three MOFs, with C2H6/C2H4 selectivity in the range of 1.55–2.47. MIL-160 possesses a very high C2H2 uptake (9.1 mmol g−1) and C2H2/C2H4 selectivity, 10.6 (1 : 1, v/v), at 298 K, much higher than those of all other MOFs tested to date for simultaneous removal of C2H6 and C2H2 from C2H4. The results from breakthrough experiments confirm that all three MOFs demonstrate excellent performance for C2H4 purification in a ternary mixture of C2H6/C2H4/C2H2 (1 : 1 : 1, v/v/v). For MOF-303, MIL-160, and CAU-23, polymer-grade C2H4 up to 0.164, 0.21, and 0.181 mmol g−1 can be obtained from the equimolar ternary mixture in a single separation step from the breakthrough experiment. Additionally, DFT calculations have been performed to further investigate the mechanism of adsorption/separation for C2H6, C2H4, and C2H2.
中文翻译：
通过具有高密度杂原子的稳健 MOF 同时去除 C2H2 和 C2H6 以纯化 C2H4
从C 2 H 4物流中同时去除C 2 H 6和C 2 H 2在石化工业中非常重要，但仍然是一项具有挑战性的任务。为了应对这一挑战，我们选择了三种具有高稳定性、低成本和理想的放大能力的等网状MOF，即MOF-303、MIL-160和CAU-23，并评估了它们同时去除乙炔和乙烷的潜力用于乙烯纯化。每个MOF都表现出理想的C 2 H 2和C 2 H 6吸收能力（分别>5.5 mmol g -1和>4 mmol g -1），以及良好的C2 H 2 /C 2 H 4选择性(>2)和C 2 H 6 /C 2 H 4选择性(>1.5)。值得注意的是，MOF-303在298 K和1 bar下吸收4.96 mmol g -1 C 2 H 6，这是三种MOF中的最高值，C 2 H 6 /C 2 H 4选择性在1.55-2.47范围内。MIL-160 具有非常高的 C 2 H 2吸收率 (9.1 mmol g -1 ) 和 C 2 H 2 /C 2 H 4298 K 时的选择性为 10.6 (1:1, v/v)，远高于迄今为止测试的同时从 C 2 H 4 中去除 C 2 H 6和C 2 H 2的所有其他MOF的选择性。突破性实验的结果证实，所有三种 MOF在C 2 H 6 /C 2 H 4 /C 2 H 2（1 : 1 : 1，v/v/v）三元混合物中均表现出优异的 C 2 H 4纯化性能）。对于 MOF-303、MIL-160 和 CAU-23，聚合物级 C 2 H 4高达 0.164、0.21 和 0.181 mmol g-1可以在突破性实验的单个分离步骤中从等摩尔三元混合物中获得。此外，还进行了DFT计算以进一步研究C 2 H 6、C 2 H 4和C 2 H 2的吸附/分离机理。
更新日期：2023-09-09
中文翻译：
通过具有高密度杂原子的稳健 MOF 同时去除 C2H2 和 C2H6 以纯化 C2H4
从C 2 H 4物流中同时去除C 2 H 6和C 2 H 2在石化工业中非常重要，但仍然是一项具有挑战性的任务。为了应对这一挑战，我们选择了三种具有高稳定性、低成本和理想的放大能力的等网状MOF，即MOF-303、MIL-160和CAU-23，并评估了它们同时去除乙炔和乙烷的潜力用于乙烯纯化。每个MOF都表现出理想的C 2 H 2和C 2 H 6吸收能力（分别>5.5 mmol g -1和>4 mmol g -1），以及良好的C2 H 2 /C 2 H 4选择性(>2)和C 2 H 6 /C 2 H 4选择性(>1.5)。值得注意的是，MOF-303在298 K和1 bar下吸收4.96 mmol g -1 C 2 H 6，这是三种MOF中的最高值，C 2 H 6 /C 2 H 4选择性在1.55-2.47范围内。MIL-160 具有非常高的 C 2 H 2吸收率 (9.1 mmol g -1 ) 和 C 2 H 2 /C 2 H 4298 K 时的选择性为 10.6 (1:1, v/v)，远高于迄今为止测试的同时从 C 2 H 4 中去除 C 2 H 6和C 2 H 2的所有其他MOF的选择性。突破性实验的结果证实，所有三种 MOF在C 2 H 6 /C 2 H 4 /C 2 H 2（1 : 1 : 1，v/v/v）三元混合物中均表现出优异的 C 2 H 4纯化性能）。对于 MOF-303、MIL-160 和 CAU-23，聚合物级 C 2 H 4高达 0.164、0.21 和 0.181 mmol g-1可以在突破性实验的单个分离步骤中从等摩尔三元混合物中获得。此外，还进行了DFT计算以进一步研究C 2 H 6、C 2 H 4和C 2 H 2的吸附/分离机理。
京公网安备 11010802027423号