在膜分離的工藝過程中，整個(gè)系統(tǒng)的能耗主要取決于膜的選擇性，選擇性越高，能耗越低。膜的滲透性是另外一個(gè)重要因素，滲透性增加，膜面積減小，從而節(jié)約了膜的成本有機(jī)聚合物膜較早用于烯烴/烷烴的分離研究，目前分離性能最好的是6FDA膜材料，二氯丙烷理想選擇性達(dá)到27，然而聚合物膜對二氯丙烷的分離難以同時(shí)達(dá)到較高的選擇性與滲透率，兩者存在相互博弈關(guān)系，即所謂的Trade-off效應(yīng)。無機(jī)膜穩(wěn)定性高、氣體滲透率高，適用于相對苛刻條件下的氣體分離應(yīng)用，主要包括沸石分子篩膜、碳分子篩膜、金屬有機(jī)骨架膜等。沸石分子篩膜孔道均一規(guī)整，可實(shí)現(xiàn)分子水平上的氣體分離。但受限于模板劑脫除過程中缺陷的產(chǎn)生，沸石膜并未展現(xiàn)出優(yōu)異的二氯丙烷分離性能。碳分子篩膜熱穩(wěn)定J陛高、耐腐蝕，具有較高的氣體分離選擇性和滲透性能。將熱解得到的碳分子篩膜用于二氯丙烷的分離，其分離性高于20，但易脆性以及穩(wěn)定性限制了碳分子篩膜的大規(guī)模制備與應(yīng)用。金屬一有機(jī)骨架膜材料是當(dāng)前烯烴/烷烴分離的研究熱點(diǎn)。金屬一有機(jī)骨架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)是由無機(jī)金屬中心(金屬離子或金屬簇)與有機(jī)配體通過配位作用形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)多孔材料。MOFs具有比表面積大、孔隙率高、孔徑大小可調(diào)等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于催化、氣體儲(chǔ)存、分離等方面。類沸石咪哇醋骨架材料(ZIFs)是一種新型的MOFs材料，結(jié)構(gòu)類似于沸石，具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。ZIF-8是ZIFs中較為代表性的一種，由鋅離子與2一甲基咪哇配位形成，SOD拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(圖2A)，六元孔窗直徑為0.34 nm。ZIF-8材料最早是由Chen和Yaghi l o課題組在2006年合成。2009年，考察了ZIF-8對丙烯和丙烷的吸附動(dòng)力學(xué)，結(jié)果表明ZIF-8對丙烯丙烷并沒有吸附選擇性，但其擴(kuò)散吸附選擇性高達(dá)125，該工作證實(shí)了ZIF-8動(dòng)力學(xué)篩分二氯丙烷的可能性。進(jìn)一步測得ZIF-8上丙烯和丙的擴(kuò)散系數(shù)分別為2.9 X 10-8 cmz/s和2.0 X 10-10 cmz/s，擴(kuò)散選擇性140。此外，通過測得的一系列氣體分子在ZIF-8上的擴(kuò)散系數(shù)(圖2B)，可推斷ZIF-8的有效孔徑在丙烯和丙烷的分子直徑之間，為0.400.42nm a ZIF-8實(shí)現(xiàn)了尺寸極為相近的丙烯和丙烷的高效動(dòng)力學(xué)篩分，是目前二氯丙烷分離膜領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)。本文主要圍繞ZIF-8膜在二氯丙烷分離研究中的應(yīng)用進(jìn)展，系統(tǒng)的綜述了ZIF-8分離膜的制備方法、二氯丙烷分離性能、并探討了工業(yè)化進(jìn)程中可能存在的問題及其解決方法。www.yunshisz.com
