发明公布-2022115780000-一种含双硫及疏水双功能位点的多孔有机笼及其制备方法和乙烯乙烷分离中的应用.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN115819698A
(43)申请公布日2023.03.21
(21)申请号202211578000.0
(22)申请日2022.12.06
(71)申请人南开大学
地址300350天津市津南区海河教育园区
同砚路38号
(72)发明人李柏延张来宇
(74)专利代理机构天津耀达律师事务所12223
专利代理师张耀
(51)Int.Cl.
C08G12/08(2006.01)
C07C7/12(2006.01)
C07C11/04(2006.01)

权利要求书1页说明书7页附图4页
(54)发明名称
一种含双硫及疏水双功能位点的多孔有机
笼及其制备方法和乙烯乙烷分离中的应用
(57)摘要
本发明公开了一种含双硫及疏水双功能位
点的多孔有机笼及其制备方法和乙烯乙烷分离
中的应用。本次发明首次提出将双硫键与疏水配
体结合构建具有多种孔尺寸的多孔有机笼用于
从乙烷乙烯混合气中一步提纯乙烯。材料中引入
双硫键增强了有机笼之间的弱相互作用，这些弱
作用有效阻止了有机笼之间的相互堵孔现象。双
硫键与疏水基团之间的弱作用还使得所得材料
呈现多种孔尺寸，这些不同尺寸的孔对与乙烷都
有着优先吸附的能力。发明以4,4'‑二氨基二苯
二硫醚、四醛基间环杯[4]芳烃、有机溶剂等反应
得到具有多种孔尺寸的多孔有机笼。所得材料热
稳定性良好，能够实现从乙烷乙烯混合气中优先
吸附乙烷从而一步提纯乙烯。
CN115819698A
CN115819698A权利要求书1/1页

1.一种含双硫及疏水双功能位点的多孔有机笼的制备方法，其合成步骤如下：

产物结构式如式(I)所示。
2.根据权利要求1所述的多孔有机笼的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
在加热条件下，将4,4'‑二氨基二苯二硫醚和四醛基间环杯[4]芳烃以及反应溶剂加入
至反应容器中，将混合溶液混匀，将容器封闭后置于烘箱中反应一段时间，所得沉淀经过
滤、溶剂洗涤、干燥处理得到产物FPOC‑10S。
3.根据权利要求2所述的多孔有机笼的制备方法，其特征在于：
配体和溶剂的摩尔比为：四醛基间环杯[4]芳烃：4,4'‑二氨基二苯二硫醚：溶剂＝1：1
～5：1.2～5。
4.根据权利要求2所述的多孔有机笼的制备方法，其特征在于：
所述反应溶剂包括但不限于甲苯、N,N‑二甲基甲酰胺、间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、
均三甲苯中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的多孔有机笼的制备方法，其特征在于：
所述加热条件温度为80～150℃；反应时间为8～48h。
6.根据权利要求2所述的多孔有机笼的制备方法，其特征在于：
所述溶剂洗涤所需溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、乙腈、石油醚、丙酮、二氧六环中的一
种。
7.根据权利要求2所述的多孔有机笼的制备方法，其特征在于：
所述反应容器包括但不限于玻璃瓶、圆底烧瓶或耐压瓶。
8.根据权利要求2所述的多孔有机笼的制备方法，其特征在于：
所述干燥处理的温度为50～150℃，干燥处理的时间为1～48h。
9.权利要求1‑8任一项方法所得含双硫及疏水双功能位点的多孔有机笼的用途，其特
征在于：
用于乙烷乙烯的分离，具体地说，是从乙烷乙烯混合气中一步提纯乙烯。
10.根据权利要求9所述的多孔有机笼的用途，其特征在于：
对乙烷乙烯混合气进行吸附分离后多孔有机笼材料经活化后可以再次使用，活化的具
体步骤为：将吸附后的多孔有机笼材料50～150℃干燥0.5h。

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CN115819698A说明书1/7页

一种含双硫及疏水双功能位点的多孔有机笼及其制备方法和
乙烯乙烷分离中的应用

技术领域
[0001]本发明涉及有机多孔材料领域，具体涉及一种含有一种含双硫及疏水双功能位点
的多孔有机笼及其制备方法和乙烯乙烷分离尤其是优先吸附乙烷从而一步提纯乙烯的应
用。

背景技术
[0002]从烷烃中分离烯烃是工业上制造聚合物的一个重要前体步骤，是改变世界的化学
分离方法之一。烯烃被认为是重要的工业化学品，而乙烯是最重要的烯烃之一，其年产量在
2023年将达到2亿吨。作为塑料工业的重要原料，乙烯的纯度需要达到99.5％以上。
[0003]目前，在工业上，乙烯和乙烷通常通过蒸汽裂解来分离，这种方法需要低温(‑25
℃)和高压(23Bar)条件，造成大量能源消耗。然而通过吸附剂的非热分离手段，乙烯提纯的
能源消耗可以减少0.3‑1.5GJ。因此，一些多孔材料，如树脂、活性碳(ACs)、沸石、金属有机
框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)、氢键有机框架(HOFs)、多孔芳烃框架(PAFs)和多孔有机
笼(POCs)已经被开发。但多数材料采用的是从乙烷乙烯混合气中吸附乙烯，之后再将吸附
剂中的乙烯脱附来制备高纯度乙烯。虽