Tải bản đầy đủ (.pdf) (18 trang)

tiểu luận cuối kỳ nhóm 2

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.26 MB, 18 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b><small>ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG HÓA VÀ KHOA HỌC SỰ SỐNG</small></b>

<small> </small>

<b> BÁO CÁO TIỂU LUẬN XÚC TÁC HỮU CƠ</b>

<i><b>Đề tài: C#c đă 'c trưng c-u tr/c, t1nh ch-t v4 phương ph#p t7ng</b></i>

<b>h8p, bi;n t1nh của vâ 't liê 'u khung hBu cơ kim loEi ZIF-90 trongh-p phK, t#ch (thu hMi) rư8u mEch thOng, cMn sinh hQc: </b>

<b>ethanol, propanol, n-butanol, tert - butanol,…</b>

Sinh viên thực hiện Hà Tuấn Anh 20201842<b>: </b>

Dương Thị Bích Phượng 20201911 Đồng Văn Vượng 20201949GVHD: TS Lê Văn Dương

Hà Nội, tháng 1 năm 2024

<small>1</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>Mục Lục</b>

<b><small>CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ... 2 </small></b>

<b><small>1.1VẬTLIỆUHỮU CƠKHUNG KIMLOẠI...2</small></b>

<b><small>1.2. V ẬT LIỆUKHUNG HỮUCƠ KIMLOẠI ZIF-90...5</small></b>

<b><small>1.3 PHƯƠNGPHÁPTỔNGHỢP ZIF-90...6</small></b>

<b><small>TỔNGHỢP VÂT LIÊUKHUNG HƯUCƠ KIMLOAI ZIF-90</small></b><small>...9</small>

<b><small>TỔNGHỢP VÂT LIÊUKHUNG HƯUCƠ KIMLOAI ZIF-90 SIÊU KỴ NƯỚC </small></b> <small>...9</small>

<b><small>CHƯƠNG 2. CÁC HƯỚNG BIẾN TÍNH CỦA VẬT LIỆU ZIF-90 ... 10 </small></b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

DANH MỤC HÌNH VẼ

<small>Hình 1.1: Chuyển đổi ZIF-90 (A) bằng cách khử với NaBH để tạo ra ZIF-91 (B)4và phản ứng với Ethanolamine để tạo ZIF-92 (C)</small>

<small>Hình 1.2. Cấu trúc tinh thể của ZIF-90</small>

<small>Hình 1.3 Phản ứng chức năng hóa ZIF-90 bằng phản ứng trùng ngưng aminHình 1.4 Khả năng hấp phụ chọn lọc để tách ancol của ZIF-90 trong hỗn hợp ancol/nước</small>

<small>Hình 2.1 Giản đồ điểm đẳng phí của hỗn hợp etanol – nước (1 bar)</small>

<small>Hình 2.2 Thơng lượng và hệ số phân tách của vật liệu PDMS/DLA-ZIF-90-2.5 MMM</small>

<small>3</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Chương 1. Tổng quan tài liệu

<b><small>1.1 Vật liệu hBu cơ khung kim loEi</small></b>

Trong nước :

Đến nay trên thế giới đã có hơn 20.000 loại vâ bt liê bu hcu cơ khungkim loại (MOFs) được nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng, trong đó đángchú ý là một họ vật liệu ZIFs (Zeolitic imidazolate frameworks). Khácvới các loại vật liệu MOFs thơng thường có các đơn vị cấu trúc thứ cấp(SBUs) là nhcng ion kim loại liên kết với nhiều liên kết cacboxylat vàđược viết tổng quát là M – O – C (trong đó M: metal, O: oxi, C: carbon);đối với ZIFs đơn vị cấu trúc thứ cấp của ZIFs được tạo nên từ ion Zn ,<small>2+</small>Co<small>2+ </small>với cầu nối imidazole và được viết là M – IM – M ( trong đó M:metal (Zn hoặc Co ), IM: Imidazolate) . Đặc biệt trong cấu trúc ZIFs<small>2+2+</small>góc M – IM – M là 145 , cấu trúc này giống với cấu trúc của zeolite Si –<small>o</small>O – Si nên thường có độ bền cao hơn các MOFs thông thường<small>.</small>

Hiê bn nay, hướng nghiên cứu về vâ bt liê bu hcu cơ khung kim loại csnkhá mới nhưng đã được quan tâm nghiên cứu t Viê bt Nam. Đã có mơ bt sốnhóm nghiên cứu tổng hợp và khảo sát khả năng hoạt tính của vâ bt liê buMOFs. GS. Phan Thanh Sơn Nam và cô bng sự t Trường đại học Báchkhoa TPHCM nghiên cứu về ZIF-8, ZIF-67, MOF-199 Nhóm của GS.Lưu Cẩm Lộc, Viện Cơng nghệ Hóa học, Viện Hàn lâm KH&CN ViệtNam nghiên cứu tổng hợp MOF-199 [7], Mg-MOF-74 sau đó thử hấpphụ CO2 Nhóm của PGS. Nguyễn Đình Tuyến và PGS. Vũ Anh Tuấn tViện Hóa học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam nghiên cứu tổng hợpMIL-101 [9], Fe-MIL-88B và thử hấp phụ As(V) . Nhóm nghiên cứucủa GS. Đinh Quang Khiếu - Đại học Huế có một số nghiên cứu vềMIL-101, ZIF-67, UiO-66,... Nhóm nghiên cứu GS. Tạ Ngọc Đôn, LêVăn Dương và cô bng sự t Đại học Bách khoa Hà Nơ bi cũng có mơ bt sốcơng trình nghiên cứu tổng hợp HKUST-1 và ZIF -8, ZIF-67... làm chấthấp phụ và xúc tác.

Nước ngoài<small>4</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Vật liệu khung hcu cơ - kim loại (MOFs) là nhóm vật liệu lai mới có cấutrúc xốp mt rộng, có các lỗ nhỏ giống như hình tổ ong, được hình thànhdựa trên sự liên kết của các ion kim loại chuyển tiếp và các cầu nối hcucơ (ligand) để hình thành cấu trúc có khơng gian ba chiều xốp và có bềmặt riêng lớn. Nhcng hội nghị khoa học về vật liệu mới trong lĩnh vựchấp phụ và xúc tác trong thời gian qua đã chứng minh sự bùng nổ chưatừng thấy về loại vật liệu xoay quanh khung hcu cơ – kim loại (MOFs).MOFs đã được đề cập đến từ cuối nhcng năm 1950 và đầu nhcng năm1960. Nhưng mãi cho đến nhcng năm cuối của thế kỷ qua loại vật liệunày mới được nghiên cứu và phát triển trt lại lần đầu tiên bti Robson vàcộng sự, tiếp sau là Yaghi và cộng sự, Kitagawa và cộng sự,…. Vật liệuMOFs gồm nhcng tâm ion kim loại liên kết với các cầu nối hcu cơ tạonên bộ khung hcu cơ - kim loại vcng chắc như nhcng giàn giáo xâydựng, bên trong bộ khung là nhcng không gian trống tạo nên một hệthống xốp. Tinh thể MOFs có cấu trúc khơng gian ba chiều và có bề mặtriêng lớn do cấu trúc khơng có vách ngăn hoặc vách ngăn chỉ cỡ phântử. Diện tích bề mặt riêng của MOFs cao hơn rất nhiều so với diện tíchbề mặt riêng của các vật liệu cấu trúc xốp tương tự với nó như zeolite,diện tích bề mặt riêng của MOFs có thể đạt đến 90% tổng diện tích vậtliệu. Zeolit có bề mặt riêng lớn nhất khoảng hơn 900m2/g, cacbon hoạttính có bề mặt riêng lớn nhất khoảng 1030m2/g. Đối với MOFs diện tíchbề mặt riêng biến thiên trong khoảng từ 500 – 10.000 m2/g.

ZIFs là họ vật liệu mới có cấu trúc tinh thể mang đặc tính độc đáocủa cả hai dsng vật liệu zeolite và MOFs, với hệ thống vi mao quanđồng nhất và có diện tích bề mặt rất cao . ZIFs có cấu trúc liên kết kiểuzeolite, trong đó các cation kim loại hố trị hai liên kết với các anionimidazolate trong mạng tứ diện . Do có độ bền hóa học, bền thủy nhiệtvà độ xốp lớn [25, 27] nên ZIFs đã và đang rất được chú ý trong nhcngnăm gần đây , đã được ứng dụng trong lưu trc và tách khí , xúc tác , cảmbiến hóa học và sử dụng làm chất dẫn thuốc trong y học .

<small>5</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

ZIF-90 có cơng thức lý tưtng Zn(C4H3N2O)2 là một trong số vật liệuZIFs đã được Omar M. Yaghi và cộng sự tìm ra năm 2008 bằng phươngpháp tổng hợp nhiệt dung môi từ H-ICA và Zn(NO3)2.4H2O (3:2 theotỷ lệ mol) trong dung môi N,N-dimethylformamide (DMF) t 100 °Ctrong 18h hoặc t 25oC trong 24h khi có thêm triethylamine và hexanetrong DMF. Theo đó, trong cấu trúc của ZIF-90 có hệ thống vi mao quảncó đường kính 11,2 Å được nối thơng với các cửa sổ nhỏ có đường kính3,5 Å nên thích hợp đối với các phân tử hóa học có kích thước từ nhỏđến lớn. Ligand ICA khơng chỉ có các tâm nitơ bên trong imidazolatemà csn chứa nhóm aldehyde khơng liên kết, làm cho ZIF-90 có khảnăng nhận biết một cách chọn lọc với các ion kim loại . Tính linh hoạtcủa cấu trúc ZIF-90 csn thể hiện t chỗ nhóm chức aldehyde dễ dàngđược chuyển đổi, chức năng hóa mà khơng làm thay đổi cấu trúc xốpcủa vật liệu

<i><b><small>Hình 1.1: Chuyển đổi ZIF-90 (A) bằng cách khử với NaBH để tạo ra ZIF-91 (B) và</small></b></i><small>4phản ứng với Ethanolamine để tạo ZIF-92 (C)</small>

Trong nhcng năm qua, thế giới đã bắt đầu nghiên cứu về các ứngdụng của ZIF-90 và ZIF-90 đã bước đầu được sử dụng trong hấp phụ ,xúc tác, cảm biến hóa học và chất dẫn thuốc trị bệnh ung thư.

<small>6</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b><small>1.2. Vật liệu khung hBu cơ kim loEi ZIF-90</small></b>

ZIF-90 là một trong số vật liệu ZIFs đã được Omar M. Yaghi và cộng sự tìm ra năm 2008. Cấu trúc tinh thể của ZIF-90 tương tự như cấutrúc của sodalite (SiO , <small>2</small> <b>sod</b>, hình 1A-C) nhưng Si và O tương ứng được thay thế bằng Zn và liên kết imidazolate-2-carboxyaldehyde (ICA). <small>2+</small>Điều này làm cho cấu trúc ZIF được mt rộng với khoảng trống (Hình 1B) và cấu trúc 3-D mt rộng với cửa sổ nhỏ 3,5 Å và kích thước vi mao quản 11,2 Å (Hình 1C). Ligand ICA khơng chỉ có các tâm nitơ bên trongimidazolate mà csn chứa nhóm aldehyde khơng liên kết, làm cho ZIF-90có khả năng nhận biết một cách chọn lọc với các ion kim loại

<i><b><small>Hình 1.2. Cấu trúc tinh thể của ZIF-90: Biểu diễn dưới dạng một mạng lưới (đường nét</small></b></i>

<small>liền nối qua các chấm đen) (A); biểu diễn dưới dạng một lát gạch để hiển thị sự chia nhỏcủa không gian (các khối đa diện) trong cấu trúc liên kết sodalite (B); và hình chiếu củamột trong các lồng ZIF với tứ diện ZnN4 trong khối đa diện và các liên kết ICA (C).</small>

Với kiểu cấu trúc trên, ZIF-90 hồn tồn có thể trt thành một vật liệu xốp với bề mặt riêng rất lớn tương tự họ MOFs, nhưng lại bền nhiệt và có tính chất xúc tác và hấp phụ tương tự họ Zeolite. Cũng vì thế mà ZIF-90 hứa hẹn có nhiều ứng dụng trong thực tiễn.

Các nghiên cứu về khả năng hấp phụ - phân tách chất cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng ZIF-90 cao nhờ tính linh hoạt, độ chọn lọc hấp phụ cao như một loại "sàng phân tử" linh hoạt. Vật liệu composite ZIF-<small>7</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

90@C3N4 (ZCN) được phân tán vào màng Pebax để tạo màng ma trận hỗn hợp ZCN/Pebax. Hiệu suất tách khí của ZCN/Pebax cao hơn nhiều so với màng ma trận (MMM) tấm nano cacbon nitride pha than chì hai chiều CNN/Pebax. Hiệu suất phân tách tốt nhất đạt được khi có chứa 8,0wt% ZCN, độ thấm CO2 lên đến 110,51 Barrer và độ chọn lọc CO2 /N2 đạt 84,35, tăng 75,7% và 41,6% so với màng Pebax nguyên sinh tương ứng.

Hiện nay, các nghiên cứu tổng hợp ZIF-90 vẫn đang được thực hiện, bti vì chưa có phương pháp nào tỏ ra đơn giản, hiệu quả và có thể thương mại hóa quy mơ lớn. Để tổng hợp ZIF-90, cần hai tác nhân chínhxây dựng khung cấu trúc của ZIF-90 là muối Zn2+ và ICA. Ngoài ra csncần điều kiện, phương pháp tổng hợp, dung môi và các chế độ tổng hợp khác nhau. Tiêu biểu như tổng hợp thủy nhiệt ZIF-90 trong dung môi N, N-dimethylformamide (DMF), có hệ đệm TEA + n-hexane cho bề mặt riêng theo Langmuir bằng 829 m2/g; tổng hợp trong ls vi sóng trong hệ dung mơi tert-butanol có mặt polyvinyl pyrrolidone (PVP) và nước, ZIF-90 tạo thành có bề mặt riêng theo BET bằng 1.045 m2/g. Hoặc kết hợp cả thủy nhiệt và vi sóng [47] cho ZIF-90 có bề mặt riêng theo BET đạt 811 m2/g.

Các nhiên liệu sinh học như ancol sinh học (etanol, propanol, butanol,... có đường kính động học 3,9-5,6 Å) là nhiên liệu tái tạo hứa hẹn sẽ thay thế một phần nhiêu liệu hóa thạch giúp giảm phát thải khí gây ơ nhiễm mơi trường (CO2 và các khí NOx) trong đó chủ yếu nghiên cứu sản xuất và sử dụng etanol. Etanol được sản xuất từ rỉ đường và các nguồn nguyên liệu chứa tinh bột có thể chuyển hóa thành đường đơn như ngơ, sắn, lúa mì, lúa mạch. Ngày nay, etanol csn được sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp và các cây, cỏ có chứa cellulo, chẳng hạn từ rơm,rạ, cỏ ngọt.

<b>1.3 Phương ph#p t7ng h8p ZIF-90</b>

ZIFs ra đời với nhcng hướng ứng dụng mới như vậy cũng đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu tìm ra các phương pháp khác nhau để tổng hợp <small>8</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

tinh thể ZIF-90 với kích cỡ nano hay micromet, có thể kể đến như phương pháp nhiệt dung môi, nhiệt dung môi kết hợp siêu âm

Trong phương pháp nhiệt dung mơi, kể từ cơng trình đầu tiên [5] ZIF-90 được tổng hợp thành công trong dung môi DMF, thời gian kết tinh 18 giờ tại nhiệt độ 100 C, hoặc trong dung mơi DMF có mặt TEA <small>o</small>và -hexane tại 25 C trong 24 giờ, đến nay thời gian và nhiệt độ kết tinhn <small>o</small>đã có nhiều thay đổi trong khoảng rộng. Thời gian và nhiệt độ kết tinh tương ứng dao động từ 5 phút đến 96 giờ và từ nhiệt độ phsng đến 120 C với chất lượng ZIF-90 khác nhau. Thời gian kết tinh ngắn chủ <small>o</small>yếu khi sử dụng dung môi CH OH với tỷ lệ mol CH<small>33</small>OH/Zn<small>2+</small> cao, thời gian kết tinh dài thường sử dụng dung môi DMF với tỷ mol DMF/Zn <small>2+</small>thấp hơn.

Tuy nhiên, động học và cơ chế quá trình kết tinh ZIF-90 đến nay vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, vì vậy thời gian và nhiệt độ kết tinh vẫn cần được nghiên cứu sâu hơn để tối giản các thông số này nhưng vẫn đảm bảo ZIF-90 thu được có độ tinh thể và bề mặt riêng cao, phù hợp cho các ứng dụng thực tế.

Nghiên cứu ứng dụng vật liệu ZIF-90 trong phân tách làm tinhkhiết cồn sinh học. Nghiên cứu với hỗn hợp chứa 0-5% mol ancol, 2-95% mol nước, t 35-95 C, áp suấ1-2 bar cho thấy khi phối hai loại ZIF-8<small>o</small>và ZIF-90 sẽ tạo ra vật liệu hybrid giúp tăng độ chọn lọc khuếch tán n-butane/i-butane từ 1,2 đến 40 lần và độ chọn lọc hấp phụ butanol tăng từ1,2 đến 10 lần, đặc biệt độ chọn lọc cao t vùng P/Po thấp (<0,5). Nghiên cứu tổng hợp ZIF 90 siêu kỵ nước được chức năng hóa‐bằng phản ứng trùng ngưng amin, có hiệu suất hấp phụ, phân tách caogiúp thu hồi cồn sinh học từ dung dịch đầu có nồng độ ancol thấp<small>.</small>

<small>9</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Hình 1.3 Phản ứng chức năng hóa ZIF-90 bằng phản ứng trùng ngưngamin

Hình 1.4 Khả năng hấp phụ chọn lọc để tách ancol của ZIF-90 tronghỗn hợp ancol/nước

<b>Hóa ch-t sử dKng : </b>

Imidazolate-2-carboxyaldehyde (ICA, >99%, Alfa Aesar)

Zn(NO3)2·6H2O (>99%, Merck), natri formate (99,99% kim loại cơ bản, Aladdin),

metanol ( >99,5%, Công ty TNHH Thuốc thử Hóa chất Sinopharm),

diethyl ete (>99,7, Cơng ty TNHH Thuốc thử Hóa chất Sinopharm),

2,3,4,5,6-Pentafluorobenzonitrile (>99%, Sigma-Aldrich), BH3·THF (Borane–tetrahydrofuran1,0M, Sigma-Aldrich), <small>10</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

THF (Tetrahydrofuran khan, >99,9%, Sigma-Aldrich), HCl (>99%, Aladdin),

NaOH (>97%, Aladdin), Na2SO4 (>99%, Aladdin), Ethanol (> 97%, Aladdin)

<b>Tổng hợp vt liu khung hu cơ kim loi ZIF-90</b>

Chuẩn bị : Một hỗn hợp rắn gồm 0,296 g (1,00 mmol) kẽm nitrat hexahydrat, 0,384 g (4,00 mmol) imidazole-2 formaldehyde và 0,068 g (1,00 mmol) natri formate được hsa tan trong 40 ml metanol bằng cách xử lý siêu âm.

Tiến hành : Dung dịch đã chuẩn bị được đặt vào nồi hấp bằng thép khơng gỉ có lớp lót Teflon và đun nóng t 85 oC trong ls tuần hồn khơng khí trong 24 giờ

Kết quả : Sau phản ứng hsa tan nhiệt và làm nguội đến 20 oC, tinh thể ZIF-90 được lọc và rửa bằng metanol ba lần, sau đó sấy khơ trong khơng khí trong 24 giờ t nhiệt độ phsng.

<b>Tổng hợp vt liu khung hu cơ kim loi ZIF-90 siêukỵ nước</b>

Các tinh thể ZIF-90 đã tổng hợp được (0,15 g, 0,59 mmol) và 10 mL pentalfluorobenzylamine (0,347 g, 1,76 mmol) được tạo huyềnphù trong dung dịch metanol và hồi lưu t 70oC trong 24 giờ.

Sau đó, chất rắn được lọc và rửa bằng metanol mới (20 mL) ba lần để thu được tinh thể ZIF-90 siêu kỵ nước.

Cuối cùng, tinh thể ZIF-90 siêu kỵ nước được làm khô trong chân không (10-2 Torr) trong 24 giờ t nhiệt độ phsng

<small>11</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Chương 2. Các hướng biến tính của vật liệu ZIF-90

<b>2.1 Ứng dKng của ZIF-90.</b>

Như đã biết, Yaghi và cộng sự đã cơng bố tìm ra được cấu trúc SOD mới của ZIF-90 trong phản ứng nhiệt dung môi gica muối Zn2+ vàIcaH. Với cấu trúc này, ZIF-90 không chỉ có độ bền cao mà csn có độ xốp lớn với kích thước hẹp của mao quản vsng 6 cạnh. Điểm rất đáng chú ý là imidazolate trong ZIF-90 có chứa nhóm carbonyl có thể tương tác hóa học khơng cộng hóa trị với CO2. Bên cạnh đó, sự có mặt của cácnhóm aldehyde tự do trong cấu trúc của ZIF-90 cho phép ZIF-90 thực hiện chức năng cộng hoá trị với nhóm amine thơng qua phản ứng ngưng tụ imine

Từ đặc điểm cấu trúc rất đặc biệt của ZIF-90 trên đây, các nghiêncứu trên thế giới đã khai thác theo hướng vừa ứng dụng trực tiếp ZIF-90tổng hợp được, vừa biến tính ZIF-90 sau tổng hợp để tạo ra các vật liệucó tính ứng dụng đa dạng. ZIF-90 đã bước đầu được sử dụng trong hấpphụ , xúc tác, cảm biến hóa học và chất dẫn thuốc trị bệnh ung thư.Trong phần nghiên cứu này, tác giả cố gắng tổng quan ứng dụng củaZIF-90 và vật liệu trên cơ st ZIF-90 trong các lĩnh vực khác nhau từ trên100 tài liệu có liên quan đến ZIF-90 đã được cơng bố trong hơn 10 nămqua.

<b>2.2 Bi;n t1nh của ZIF-90 trong thu hMi cMn</b>

Tình hình sản xuất etanol sinh học trên thế giới

EU <sup>Lúa mì/Củ cải đường/Mật</sup>

<small>12</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b><small>Th4nh phần lỏng, phần mol etanol</small></b>

<b><small>Biểu đM X-Y cho etanol v4 nước</small></b>

<b><small>Điểm đOng ph1</small></b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

nhỏ hơn 1%) sẽ khắc phục được nhược điểm này. Do đó sau q trìnhchưng cất, etanol cần phải được xử lý tách nước để thu được sản phẩmetanol khan dùng pha vào xăng chạy trên động cơ xăng thơng thường.Q trình này csn có thể gọi là q trình làm tinh khiết etanol.

Các cơng nghệ nhằm mục đích tách nước ra khỏi etanol cả trong phsng thí nghiệm và trong cơng nghiệp bao gồm chưng cất đẳng phí, dùng chất hút ẩm, hấp phụ bằng rây phân tử hay mới nhất là công nghệ dùng màng lọc. Q trình chưng cất chỉ có thể loại nước tới một mức độ nhất định do đạt tới điểm đẳng phí etanol/nước nên cần áp dụng một qtrình hiệu quả hơn trước khi etanol có thể được đưa vào pha trộn với xăng thương phẩm. Quá trình hấp phụ với áp suất thay đổi (PSA) được xem là kinh tế hơn cho lần tách cuối cùng vì nó yêu cầu ít năng lượng vàchi phí lắp đặt thấp hơn.

Đã có một số nghiên cứu ứng dụng vật liệu ZIF-90 trong phân táchlàm tinh khiết cồn sinh học. Nghiên cứu với hỗn hợp chứa 0-5% molancol, 2-95 % mol nước, t 35-95 C, áp suấ1-2 bar cho thấy khi phối hai<small>o</small>loại ZIF-8 và ZIF-90 sẽ tạo ra vật liệu hybrid giúp tăng độ chọn lọckhuếch tán n-butane/i-butane từ 1,2 đến 40 lần và độ chọn lọc hấp phụbutanol tăng từ 1,2 đến 10 lần, đặc biệt độ chọn lọc cao t vùng P/Pothấp (<0,5).

Nghiên cứu tổng hợp ZIF 90 siêu kỵ nước được chức năng hóa bằng‐phản ứng trùng ngưng amin, có hiệu suất hấp phụ, phân tách cao giúpthu hồi cồn sinh học từ dung dịch đầu có nồng độ ancol thấp.

Chúng ta biết rằng, ZIF-90 ưa nước, do vậy việc chế tạo màng trên cơ st ZIF-90 đều phải tạo ra vật liệu kỵ nước thì mới hấp phụ tốt rượu trong việc thu hồi cồn sinh học.

Do ZIF-90 có mao quản 3,5-11,2 Å và nhóm -CHO phân cực nêncó thể hấp phụ nước và ancol. Sau khi chức năng hóa, tính kỵ nước tănglên góc thấm ướt với nước của vật liệu có thể được tăng cường từ 93,9°t ZIF-90 lên 152,4° t vật liệu biến tính, trong khi cả hình thái khối tứ<small>14</small>

</div>

×