强大的二氧化碳结合在水稳定,三酸盐桥梁金属有机框架功能化与乙烯基胺
Aude Demessence1, Deanna M D'Alessandro, Maw Lin Foo
1Department of Chemistry, University of California, Berkeley, California 94720, USA.
一种新的金属有机框架 (MOF) 与胺基组功能化,显示出异常的二氧化碳 (CO2) 捕获能力. 这种材料具有强烈的化学吸收,使其成为燃烧后从工业排放中去除二氧化碳的有望材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学 化学 化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 金属有机框架 (MOF) 是具有可调节性质的多孔晶体材料.
- 开发有效的二氧化碳 (CO2) 捕获材料对于缓解气候变化至关重要.
- MOFs的功能化可以提高它们的选择性和特定气体吸附能力.
研究的目的:
- 为了合成和表征一种基于CuCl和1,3,5-tris(1H-1,2,3-triazol-5-yl) (H3BTTri) 的新型MOF.
- 研究原始和功能化的MOF的CO2和N2吸附特性.
- 评估功能化MOF在燃烧后二氧化碳捕获方面的潜力.
主要方法:
- 从CuCl2 x 2H2O和H3BTTri.中合成MOF (1-DMF) 的热水合成.
- 溶剂交换和溶解以获得激活的MOF (1).
- 将乙二胺植入激活的MOF上,以创建功能化的材料 (1-en).
- 使用体积学方法测量气体吸附度 (N2,H2,CO2).
- 吸附异热体的分析,以确定表面积,孔径和吸附能力.
主要成果:
- 合成的MOF (1-DMF) 具有苏达酸盐类型的结构,其中有[Cu4Cl](7+) 集群由BTTri(3-) 连接在一起.
- 框架 (1) 具有很高的热和化学稳定性.
- 基胺功能化 (1-en) 在低压下显著增强CO2吸收和CO2/N2选择性.
- 1-en显示了显著高的二氧化碳吸附的同质热量 (90kJ/mol),表明强化学吸收.
结论:
- 与原始MOF相比,基胺功能化MOF (1-en) 在二氧化碳捕获方面表现优越.
- 在1-en中强化学吸收相互作用是迄今为止MOF报告的最高值.
- 添加基胺的MOF显示出高效的燃烧后CO2从低压烟气流中捕获的显著潜力.
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