Síntesis de alto rendimiento de marcos de imidazolato zeolítico y aplicación a la captura de CO2

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química Química es la química.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• Las estructuras de imidazolato zeolítico (ZIF) son una clase de estructuras metal-orgánicas con aplicaciones potenciales en el almacenamiento y la separación de gases.
• El desarrollo de protocolos de síntesis eficientes para diversas estructuras ZIF sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un protocolo de alto rendimiento para sintetizar una amplia gama de ZIF.
• Para explorar nuevas composiciones y topologías ZIF.
• Para evaluar la estabilidad, la porosidad y las propiedades de captura/almacenamiento de CO2 de los ZIFs sintetizados.

Principales métodos:

• Se empleó un protocolo de alto rendimiento que involucraba 9600 microreacciones.
• En la síntesis se utilizan zinc (II) / cobalto (II) y imidazolato / imidazolato. tipo de enlaces.
• La caracterización incluyó la evaluación de la estabilidad térmica y química, la porosidad y la adsorción de CO2.

Principales resultados:

• Se sintetizaron veinticinco cristales ZIF diferentes, incluidos 10 con heterolíneas, 16 nuevas composiciones / estructuras y 5 nuevas topologías.
• Los ZIF seleccionados (ZIF-68, ZIF-69, ZIF-70) exhibieron una alta estabilidad térmica (hasta 390°C) y estabilidad química.
• Se observó una alta porosidad (hasta 1970 m2/g), con ZIF-69 demostrando una extraordinaria capacidad de almacenamiento de CO2 (83 L CO2/L ZIF a 273 K).

Conclusiones:

• El protocolo de alto rendimiento desarrollado permite la síntesis rápida de diversos ZIF.
• Se descubrieron nuevos ZIF con mayor estabilidad y porosidad.
• Estos ZIF muestran una promesa significativa para las aplicaciones de captura y almacenamiento de CO2.