Water-Enhanced Direct Air Capture of Carbon Dioxide in Metal–Organic Frameworks

化学 吸附 电位滴定法 结晶度 金属有机骨架 解吸 胺气处理 吸附 核化学 无机化学 有机化学 离子 结晶学
作者
Oscar Iu‐Fan Chen,Cheng-Hsin Liu,Kaiyu Wang,Emilio Borrego-Marin,Haozhe Li,Ali H. Alawadhi,Jorge A. R. Navarro,Omar M. Yaghi
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (4): 2835-2844 被引量:103
标识
DOI:10.1021/jacs.3c14125
摘要

We have developed two series of amine-functionalized zirconium (Zr) metal–organic framework-808 (MOF-808), which were produced by postsynthetic modifications to have either amino acids coordinated to Zr ions (MOF-808-AAs) or polyamines covalently bound to the chloro-functionalized structure (MOF-808-PAs). These MOF variants were comprehensively characterized by liquid-state 1H nuclear magnetic resonance (NMR) measurements and potentiometric acid–base titration to determine the amounts of amines, energy-dispersive X-ray spectroscopy to assess the extent of covalent substitution by polyamines, powder X-ray diffraction analysis to verify the maintenance of the MOF crystallinity and structure after postsynthetic modifications, nitrogen sorption isotherm measurements to confirm retention of the porosity, and water sorption isotherm measurements to find the water uptake in the pores of each member of the series. Evaluation and testing of these compounds in direct air capture (DAC) of CO2 showed improved CO2 capture performance for the functionalized forms, especially under humid conditions: In dry conditions, the l-lysine- and tris(3-aminopropyl)amine-functionalized variants, termed as MOF-808-Lys and MOF-808-TAPA, exhibited the highest CO2 uptakes at 400 ppm, measuring 0.612 and 0.498 mmol g–1, and further capacity enhancement was achieved by introducing 50% relative humidity, resulting in remarkable uptakes of 1.205 and 0.872 mmol g–1 corresponding to 97 and 75% increase compared to the dry uptakes, respectively. The mechanism underlying the enhanced uptake efficiency was revealed by 13C solid-state NMR and temperature-programmed desorption measurements, indicating the formation of bicarbonate species, and therefore a stoichiometry of 1:1 CO2 to each amine site.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
安年发布了新的文献求助10
刚刚
卢玥沅完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
羽言完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Haonan完成签到,获得积分0
2秒前
wen完成签到,获得积分10
2秒前
阔达的哲瀚应助喜宝采纳,获得10
2秒前
星辰迷殇发布了新的文献求助10
2秒前
emma完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
wlq完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
舒适的晓旋完成签到,获得积分10
4秒前
鲜艳的棒棒糖完成签到,获得积分10
4秒前
暗月皇完成签到,获得积分10
4秒前
乐观的手链完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
wdp应助korsika采纳,获得30
4秒前
五虎完成签到,获得积分10
4秒前
背后白梦发布了新的文献求助10
4秒前
DSFSR完成签到,获得积分10
5秒前
太叔夜南完成签到,获得积分10
5秒前
wsqg123发布了新的文献求助10
5秒前
雷自中完成签到,获得积分10
6秒前
安赛虫完成签到,获得积分10
6秒前
超级的诗兰完成签到,获得积分10
6秒前
朴素青寒完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
英俊水池完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
缓慢语雪完成签到,获得积分10
7秒前
俞水云完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
老迟到的土豆完成签到 ,获得积分10
8秒前
Naixichaohaohe完成签到,获得积分10
8秒前
long4jun3发布了新的文献求助10
9秒前
可爱的函函应助花花采纳,获得10
10秒前
浮曳发布了新的文献求助20
10秒前
高分求助中
晶体学对称群—如何读懂和应用国际晶体学表 1500
Problem based learning 1000
Constitutional and Administrative Law 1000
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
Numerical controlled progressive forming as dieless forming 400
Rural Geographies People, Place and the Countryside 400
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5388001
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4509881
关于积分的说明 14033262
捐赠科研通 4420771
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2428439
邀请新用户注册赠送积分活动 1421106
关于科研通互助平台的介绍 1400293