锰配位聚合物分离二甲苯异构体

研究人员开发了一种创新的、节能的方法来纯化三种二甲苯异构体昊图公司- - - - - -,元- - -帕拉二甲苯。该方法利用锰配位聚合物，这是一种稳定和低成本的材料，可以选择性地吸附、识别和分离蒸汽和液相中的三种分子。

共同主要作者解释说，这三种二甲苯异构体“具有非常相似的分子大小、形状和物理性质，包括沸点”李经来自美国罗格斯大学。因此，分离它们通常是极其复杂的。沸点昊图公司- - - - - -,元- - -帕拉-二甲苯适合的温度范围很小——从138.4°C到144.5°C——这使得蒸馏变得困难和能源密集型。吸附剂在分离时也是平均的。这三种异构体“对沸石等传统吸附剂具有相似的亲和力，导致选择性低”，李补充道。他说，典型的工业系统需要24个分离柱才能产生效果帕拉她解释说:“-二甲苯具有所需的纯度。

尽管如此，该团队开始研究一维配位聚合物——比其他多孔产品(如沸石和金属有机框架(MOFs))具有更高结构灵活性的吸附材料。事实上，二甲苯不应该装进锰配位聚合物的孔里。但是，当暴露在二甲苯混合物中时，它的结构会膨胀——聚合物链之间的距离会增加。“(它)显示出明显的膨胀效应，”李说，这使得二甲苯异构体的吸收和分离成为可能。

“这种堆叠聚合物的链间距离(即孔径)随着温度的变化而变化，”解释道Niveen Khashab他是沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学功能材料方面的专家。她补充说:“这种非凡的性质为区分三种二甲苯异构体提供了极好的选择性。”特别是,帕拉-二甲苯很适合这些空腔，因此表现出更强的亲和力。”帕拉Khashab解释说，-二甲苯的比例更适合这个空间，[这]进一步导致与锰配位聚合物形成更强的氢键和偶极-偶极相互作用。

在这个过程中，温度是关键。“在相对较高的温度下，比如120°C，[它]会提取帕拉-二甲苯来自二甲苯混合物，”李解释道。然后，将温度降低到60°C，使剩余的混合物分离昊图公司- - -元二甲苯。Khashab说，这一切都是“在工业化分离模型上进行的，[与]模拟移动床”。在这个装置中，二甲苯共混物突破了充满吸附性材料的柱。

在商业上，选择性趋向帕拉-二甲苯的价值很高，因为这种异构体是的主要前体对苯二甲酸它被用来制造塑料穆罕默德汗他曾在多家化工公司工作过。他说，这个过程也很有趣，因为它避免了蒸馏，如果它证明了可扩展性，以及其他分离异构体的潜在用途，它可能会与工业相关。Li和Khashab都认为这个过程很容易扩展。“模拟移动床是一种高效、可靠、成熟的技术。”此外，她补充说，锰聚合物可以“大规模、适度的条件和相对较低的成本”。

目前约占全球的75%帕拉-二甲苯分离采用选择性吸附，Khashab估计。现在，锰配位聚合物需要证明其长期能力、稳定性和可回收性。但它可以征服市场，因为“它比目前使用的工艺更节能，因此也更环保”，她说。“这是最有前途的工业二甲苯分离材料之一。”