二甲苯是什么（二甲苯三种异构体的高效化学分离方法）

　　二甲苯是什么

二甲苯为无色透明液体，是苯环上两个氢被甲基取代的产物，存在邻，间，对三种异构体，在工业上，二甲苯即指上述异构体的混合物，广泛用于涂料，树脂，染料，油墨等行业做溶剂，也可作为高辛烷值汽油组分，是有机化工的重要原料，还可以用于去除车身的沥青。

　　二甲苯三种异构体的高效化学分离方法

二甲苯存在邻、间、对三种异构体，分别为对位二甲苯（PX，沸点138.35℃），邻位二甲苯（OX，沸点144.42℃），间位二甲苯（MX，沸点139.10℃），由于取代基仅在单个碳原子的位置上彼此不同，因此它们的物理性质（如沸点）非常接近，通过蒸馏或者化学方法分离三种异构体非常困难。
近日，阿卜杜拉国王科技大学Khashab小组在国际顶级化学杂志《Chem》上报道了通过大环化合物cucurbit[7]uril (CB7) 水溶液分离二甲苯三种异构体的方法，分离过程可以在环境条件下以高选择性进行，为工业中分离特定异构体提供了高效、低耗能的方法。
热力学和动力学分析证明，当由CB7托管时，邻位异构体比对位异构体和间位异构体具有更强的结合能力和更慢的分解速率常数。优化的主客体模型表明，纵横比最小的邻位异构体与CB7的球形内部空腔完全匹配，从而形成了高度稳定的配合物。另外，使用商业二甲苯和热解汽油的C8芳烃馏分进行的实验室放大实验证明，CB7能够分离邻二甲苯（OX），选择性高达83％。
二甲苯是重要的化工原料在聚合物，塑料、纤维以及用作燃料添加剂中具有广泛应用，但许多用途仅依赖于三个异构体中的一个特定的异构体。
“全球每年通过蒸馏分离这些异构体需要消耗能源成本约为50千兆瓦，足以为大约4000万户家庭供电”， 阿卜杜拉国王科技大学的博士后和该研究的第一作者张庚武说。“我们希望开发一种高效且低能耗的方法，以分离和纯化石化行业的这些异构体。”
为了分离二甲苯异构体，Khashab和她的研究小组使用了甜甜圈形分子，称为葫芦丁。这些分子中间的孔可以在其中容纳较小的分子。研究小组表明，CB7中间的孔是容纳二甲苯邻位异构体的理想尺寸。该团队使用一种称为液-液萃取的方法，使用CB7)将邻二甲苯与其他异构体分离。
张庚武说：“在一个萃取周期后，我们可以分离出92％以上的特异性二甲苯。” 他补充说：“与以前的方法不同，我们的方法是在常温常压下进行的，这意味着非常低的能耗并且易于操作。”
Khashab解释说，整个过程易于在石化公司中采用。她说：“液体萃取塔已经在工业中使用，因此将我们的材料并入这种装置相对容易。” 此外，CB7价格便宜，可商购或易于制造，并且与大多数多孔材料相比具有很高的稳定性。
Khashab补充说：“我们已经表明，我们可以从商业石油样品中分离出最大浓度为0.5升的二甲苯。” “我们正在与沙特阿美保持联系，以将这一过程应用于工业实施。”
目前，该团队还在研究这种分离过程的其他应用。