已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Popping and Locking: Balanced Rigidity and Porosity of Zeolitic Imidazolate Frameworks for High-Productivity Methane Purification

沸石咪唑盐骨架 化学 咪唑酯 多孔性 吸附 连接器 化学工程 金属有机骨架 甲烷 密度泛函理论 分子动力学 纳米技术 计算化学 物理化学 材料科学 有机化学 计算机科学 工程类 操作系统
作者
Tongtong Xu,Wentao Jiang,Yu Tao,Mahmoud Abdellatief,Kyle E. Cordova,Yue‐Biao Zhang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.4c00045
摘要

Zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) hold great promise in carbon capture, owing to their structural designability and functional porosity. However, intrinsic linker dynamics limit their pressure-swing adsorption application to biogas upgrading and methane purification. Recently, a functionality-locking strategy has shown feasibility in suppressing such dynamics. Still, a trade-off between structural rigidity and uptake capacity remains a key challenge for optimizing their high-pressure CO2/CH4 separation performance. Here, we report a sequential structural locking (SSL) strategy for enhancing the CO2 capture capacity and CH4 purification productivity in dynamic ZIFs (dynaZIFs). Specifically, we isolated multiple functionality-locked phases, ZIF-78-lt, -ht1, and -ht2, by activation at 50, 160, and 210 °C, respectively. We observed multiple-level locking through gas adsorption and powder X-ray diffraction. We uncovered an SSL mechanism dominated by linker–linker π–π interactions that transit to C–H···O hydrogen bonds with binding energies increasing from −0.64 to −2.77 and −5.72 kcal mol–1, respectively, as evidenced by single-crystal X-ray diffraction and density functional theory calculations. Among them, ZIF-78-ht1 exhibits the highest CO2 capture capacity (up to 18.6 mmol g–1) and CH4 purification productivity (up to 7.6 mmol g–1) at 298 K and 30 bar. These findings provide molecular and energetic insights into leveraging framework flexibility through the SSL mechanism to optimize porous materials' separation performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
劉浏琉发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
Lucas应助生动从丹采纳,获得10
4秒前
8888拉发布了新的文献求助10
5秒前
朴实子骞完成签到 ,获得积分10
7秒前
孙宗帅发布了新的文献求助10
8秒前
11秒前
乐乐应助外向的尔云采纳,获得50
13秒前
开心百川发布了新的文献求助10
13秒前
柯燕婷完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
大个应助kk采纳,获得10
17秒前
陈无敌完成签到 ,获得积分10
18秒前
林宥嘉完成签到 ,获得积分10
18秒前
XinyuLu完成签到,获得积分10
20秒前
liujx完成签到,获得积分10
20秒前
九思发布了新的文献求助30
21秒前
煜猪猪完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
森水垚发布了新的文献求助10
22秒前
依然完成签到,获得积分10
25秒前
华仔应助尹三金采纳,获得10
27秒前
科研通AI5应助森水垚采纳,获得10
28秒前
科研通AI5应助dididodo采纳,获得30
28秒前
29秒前
29秒前
30秒前
土豆淀粉完成签到 ,获得积分10
31秒前
31秒前
科研通AI5应助优雅含灵采纳,获得10
31秒前
鳗鱼饭发布了新的文献求助10
32秒前
layman应助我是乔治采纳,获得10
33秒前
chhzz完成签到 ,获得积分10
34秒前
jwb711发布了新的文献求助10
35秒前
36秒前
duanxuezeng发布了新的文献求助10
37秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得30
37秒前
37秒前
高分求助中
Drug Prescribing in Renal Failure: Dosing Guidelines for Adults and Children 5th Edition 2000
IZELTABART TAPATANSINE 500
Where and how to use plate heat exchangers 500
Seven new species of the Palaearctic Lauxaniidae and Asteiidae (Diptera) 400
Armour of the english knight 1400-1450 300
Handbook of Laboratory Animal Science 300
Not Equal : Towards an International Law of Finance 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3712637
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3260776
关于积分的说明 9915045
捐赠科研通 2974351
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1630867
邀请新用户注册赠送积分活动 773738
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 744404