同时提高SF₆吸附能力和动力学通过同位素功能化 (II) -Pyrazolate框架

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境化学环境化学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 六化硫 (SF) 是一种强有力的温室气体,其捕获对环境保护至关重要.
• 工业废水流通常含有低度的SF,由于其化学惰性,对有效捕获构成挑战.

研究的目的:

• 通过提高吸附能力和吸收动力学来增强动态SF捕获能力.
• 开发新的金属有机框架 (MOFs) 进行高效的SF₆封存.

主要方法:

• -酸盐金属有机框架 (MOFs) 的异构结构功能化,通过将替换为酸盐中的酸盐.
• 功能化MOF的合成,被指定为BUT-125.5.
• 在指定的条件下测量气体吸附率 (0.1 bar,298 K) 和SF₆/N₂混合物分析.
• 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明相互作用机制.

主要成果:

• BUT-125实现了3.57 mmol cm-3的创纪录的SF6吸附能力,比其类似物Zn-DPB有27%的改进.
• 通过DFT显示了皮里丁功能化,以加强C─H···F与SF的相互作用.
• BUT-125表现出卓越的吸附动力学,从10/90 SF₆/N_{2混合物中获得了3.42 mmol cm^{-3的动态SF6捕获能力.}}

结论:

• -酸盐MOFs的异构结构功能化是增强SF捕获的有效策略.
• 与现有的多孔吸附剂相比,BUT-125具有优越的SF6吸附能力和动力学.
• 开发的MOF为减轻工业来源的SF₆排放提供了一个有希望的解决方案.