有效的C2H2/CO2 在记录C2H2存储密度的超微孔金属有机框架中的分离
Wei Gong1,2, Hui Cui2, Yi Xie2
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Frontiers Science Center for Transformative Molecules and Stat Key Laboratory of Metal Matrix Composites, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|August 31, 2021
概括
新的金属有机框架 (MOF) 提供有效的乙 (C2H2) 和二氧化碳 (CO2) 分离. MOF-OH具有创纪录的C2H2储存和高选择性,超过了这一具有挑战性的分离的基准.
科学领域:
- 材料科学
- 化学工程
- 分离科学
背景情况:
- 乙 (C2H2) 与二氧化碳 (CO2) 的物理分离至关重要,但由于相似的物理性质而具有挑战性.
- 现有的方法通常集中在开放的金属部位上,在金属-有机框架 (MOF) 中对有机元件的网状操纵的探索较少.
研究的目的:
- 开发新的超微孔性性MOF,以有效吸收C2H2和分离C2H2/CO2.
- 研究网状合成对气体分离的MOF性能的影响.
主要方法:
- 通过结合氨基和基功能,对同结构的超微孔性利MOF,MOF-NH2和MOF-OH进行网状合成.
- 气体吸附测量以确定使用理想吸附溶液理论 (IAST) 的C2H2吸收和C2H2/CO2选择性.
- 多循环突破实验和密度功能理论 (DFT) 计算以验证分离效率和理解吸附机制.
主要成果:
- 在环境条件下,MOF-OH的C2H2储存密度达到0.81g mL-1.
- 对于C2H2/CO2,MOF-OH的IAST选择性几乎是MOF-NH2的两倍.
- 这两种MOF对C2H2的吸附度显著低 (16.7-17.5kJmol-1),是有效的刚性C2H2吸附剂中最低的.
- MOF-OH显示出极好的热水稳定性 (能够在沸水中存活1周) 和可扩展性.
结论:
- 在MOF中对有机成分进行网状操纵是增强C2H2/CO2分离的可行策略.
- 由于其高性能,稳定性和可扩展性,MOF-OH为工业乙烯捕获和分离提供了有前途的材料.
更多相关视频
10:27Preparation of Highly Porous Coordination Polymer Coatings on Macroporous Polymer Monoliths for Enhanced Enrichment of Phosphopeptides
Published on: July 14, 2015
10.2K
06:00Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats
Published on: June 13, 2018
11.7K
