前所未有的金属有机框架的拓设计,具有多个阴离子功能和层次的多孔性,用于基准乙烯分离
Yuanbin Zhang1, Wanqi Sun1, Binquan Luan2
1Key Laboratory of the Ministry of Education for Advanced Catalysis Materials, College of Chemistry and Life Sciences, Zhejiang Normal University, 321004, Jinhua, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|July 17, 2023
概括
新型金属有机框架ZNU-8和ZNU-9有效地从二氧化碳 (CO2) 和乙烯 (C2H4) 中捕获乙烯 (C2H2). ZNU-9表现出异常的乙容量和选择性,为柱材料设定了新的基准.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 分离科学 分离科学
背景情况:
- 从二氧化碳 (CO2) 和乙烯 (C2H4) 中分离乙烯 (C2H2) 的工业分离至关重要,但具有挑战性.
- 现有的方法往往缺乏高纯度乙生产所需的效率和选择性.
研究的目的:
- 开发新的强大的金属有机框架 (MOFs) 以有效捕获乙.
- 调查这些MOF从CO2和C2H4.4中对乙烯的分离性能和选择性.
主要方法:
- 合成了两个新的MOF,AlFSIX-Cu-TPBDA (ZNU-8) 和SIFSIX-Cu-TPBDA (ZNU-9),具有不同的拓 (znv和wly).
- 描述MOF的特性,包括孔隙性和离子功能的特征.
- 使用动态突破实验和理论计算 (例如,in situ红外光谱) 来确定吸附能力和选择性的实验性评估.
主要成果:
- ZNU-8和ZNU-9表现出层次的多孔性和多个阴离子的功能.
- ZNU-9显示出高的乙容量 (7.94 mmol/g) 和对C2H2/CO2 (10.3) 和C2H2/C2H4 (11.6) 的选择性.
- 获得了每离子的最高计算的乙烯容量 (1 bar 的4.94 mol/mol),这归因于乙烯和SiF6^2-离子之间的合作性键.
结论:
- 开发的MOF,特别是ZNU-9,为高效的乙烯分离提供了有前途的解决方案.
- 这些材料显示出出色的可回收性和对纯乙和乙烯的基准生产率.
- 这些发现突显了离子功能化MOF在气体分离应用中的潜力.
