碳二氧化碳捕获的综合实验计算调查,在一系列的异构形地热性伊米达酸框架
William Morris1, Belinda Leung, Hiroyasu Furukawa
1Center for Reticular Chemistry, Department of Chemistry and Biochemistry, University of California-Los Angeles, California 90095, USA.
Journal of the American Chemical Society
|August 12, 2010
概括
研究人员合成了五种氧化模酸框架 (ZIF) 来研究它们的二氧化碳吸收. 毛孔内的功能组显著影响了二氧化碳吸附,ZIF-96的吸收率最高.
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:
- 石化模酸框架 (ZIFs) 是一种具有高孔性的金属有机框架.
- RHO拓是一个通用的和多功能框架结构.
- 多孔材料中的功能组可以显著影响气体吸附特性.
研究的目的:
- 合成一系列具有不同孔隙功能的ZIF.
- 研究这些功能组对二氧化碳 (CO2) 吸收的影响.
- 了解框架功能与二氧化碳吸附能力之间的关系.
主要方法:
- 五种不同的ZIFs (ZIF-25, -71, -93, -96, -97) 的合成,使用 (II) 乙酸盐和功能化意达.
- 布鲁努埃尔-埃米特-特勒 (BET) 表面积的表征.
- 在800 Torr和298 K.的温度下对二氧化碳吸收的实验测量.
- 分子建模计算分析吸附行为.
主要成果:
- 合成的ZIF具有RHO拓,BET表面积在564至1110m2/g之间.
- 在特定条件下,二氧化碳吸收率从0.65 mmol/g (ZIF-71) 到2.18 mmol/g (ZIF-96) 不同.
- 分子建模证实了二氧化碳吸收对孔功能化的强烈依赖.
结论:
- 在ZIF孔内的功能组对于调整二氧化碳吸附至关重要.
- 伊米达酸盐功能组的极化性和对称性是高二氧化碳吸收的关键因素.
- 这些功能化的ZIF显示出对二氧化碳捕获和分离的应用有希望.
