近日,美国罗格斯大学资深教授、深圳职业技术学院(简称“深职院”)客座教授李静联合浙江大学合作者在权威期刊《科学》上发表最新研究成果。研究团队采用1种链状聚合物吸附剂,实现了对3种二甲苯异构体的高效分离,这也是深职院发表的第一篇《科学》论文。深职院霍夫曼先进材料研究院参与该项目,深职院为第三完成单位。
二甲苯是一类十分重要的化工原料,被广泛运用于涂料、染料和油墨行业,以及医药、炸药和农药行业。尽管用途广泛,但二甲苯的分离却十分困难。目前,在工业上可用两种方法分离二甲苯的同分异构体(对二甲苯PX、间二甲苯MX和邻二甲苯OX):第一种是蒸馏分离,但由于相似的分子结构,使得这3种同分异构体具有相似的沸点,因此用蒸馏分离的方法会消耗大量的能量,而且效率很低;第二种常用且节能的方法是采用沸石作为固定床,来吸附分离这3种二甲苯异构体。然而沸石的分离选择性和吸附量都较低,并且为了保证二甲苯分子在沸石内部的扩散速率,分离需要在高温(120℃—250℃)下进行。因此,开发具有高效分离二甲苯异构体的吸附剂将带来巨大的工业应用前景。
经过一系列的深入探索,研究团队采用了1种链状聚合物吸附剂,实现了对3种二甲苯异构体的高效分离。该配位聚合物合成简单,易于大规模生产,并表现出优越的水、热和空气稳定性,有着非常高的吸附量以及良好的扩散速率和可回收性。该方法极大地提高了二甲苯同分异构体的分离效率,在工业应用上具有巨大的潜力。