A molecular sieve with ultrafast adsorption kinetics for propylene separation

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作者
Jiyu Cui,Zhaoqiang Zhang,Lifeng Yang,Jianbo Hu,Anye Jin,Zhenglu Yang,Yue Zhao,Biao Meng,Yu Zhou,Jun Wang,Yun Su,Jun Wang,Xili Cui,Huabin Xing
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:383 (6679): 179-183 被引量:43
标识
DOI:10.1126/science.abn8418
摘要

The design of molecular sieves is vital for gas separation, but it suffers from a long-standing issue of slow adsorption kinetics due to the intrinsic contradiction between molecular sieving and diffusion within restricted nanopores. We report a molecular sieve ZU-609 with local sieving channels that feature molecular sieving gates and rapid diffusion channels. The precise cross-sectional cutoff of molecular sieving gates enables the exclusion of propane from propylene. The coexisting large channels constituted by sulfonic anions and helically arranged metal-organic architectures allow the fast adsorption kinetics of propylene, and the measured propylene diffusion coefficient in ZU-609 is one to two orders of magnitude higher than previous molecular sieves. Propylene with 99.9% purity is obtained through breakthrough experiments with a productivity of 32.2 L kg −1 .
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