Understanding how pore surface fluorination influences light hydrocarbon separation in metal–organic frameworks

选择性 吸附 碳氢化合物 金属有机骨架 化学工程 合理设计 材料科学 结构异构体 异烟酸 化学 纳米技术 催化作用 有机化学 工程类 酰肼
作者
Xue‐Qian Wu,Jing-Hao Liu,Tao He,Peng‐Dan Zhang,Jiamei Yu,Jian‐Rong Li
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:407: 127183-127183 被引量:51
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.127183
摘要

The designability and tunability of the pore structure are the advantage of metal–organic frameworks (MOFs) for adsorptive separation applications. However, it is still challenging to design MOF adsorbent rationally according to industrial demands, because of the complexity in the separation processes and the relative lack of structure-separation relationship information. Herein, we established a contrastive model ingeniously via structural modification at the atom level in three Cu(II)-MOFs constructed from isonicotinic acid (HINA) and its fluorinated analogue 3-fluoro-isonicotinic acid (HFINA), targeting on controlling pore surface fluorination for studying light hydrocarbon separation. Both the fluorinated MOFs (Cu-FINA-1 and 2) show notably enhanced C2H2/C2H4 and C3H4/C3H6 selectivity compared with Cu-INA without increasing regeneration energy consumption. Especially, Cu-FINA-2 exhibits a considerable IAST selectivity (6.3–9.3) for C3H4/C3H6, while Cu-FINA-1 achieves a C3H6 process productivity of 31.6 cm3/g in column breakthrough experiments. Molecular simulations reveal that the polar F sites within the confined pores can interact with gas adsorbates through C-H···F hydrogen bonds, and the tailored pore size and optimal diffusion kinetics mainly contribute to the excellent separation selectivity for Cu-FINA-1. This work highlights how pore surface fluorination and related structural evolution can influence light hydrocarbon adsorption/separation properties in MOFs, and thus promotes the rational design and precise optimization of new adsorbents for alkynes/alkenes separations, even at the atom level.
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

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
4秒前
CKJ完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
福瑞灯发布了新的文献求助10
9秒前
过时的小蘑菇完成签到 ,获得积分10
13秒前
16秒前
19秒前
充电宝应助ZNN1234采纳,获得10
23秒前
nanali19完成签到,获得积分10
26秒前
Radio应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
Radio应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
35秒前
文忉嫣完成签到,获得积分20
36秒前
38秒前
40秒前
淋湿巴黎发布了新的文献求助10
42秒前
ZNN1234发布了新的文献求助10
44秒前
田様应助邪恶板凳采纳,获得10
45秒前
xuuuuu完成签到,获得积分10
50秒前
彭于晏应助一只胖赤赤采纳,获得10
53秒前
饺子完成签到,获得积分10
53秒前
张洋洋发布了新的文献求助10
58秒前
ding应助走啊走啊走采纳,获得10
59秒前
1分钟前
小鸭子发布了新的文献求助30
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助东旭大兵采纳,获得10
1分钟前
求助文献发布了新的文献求助30
1分钟前
上官若男应助杨琴采纳,获得10
1分钟前
张洋洋完成签到,获得积分10
1分钟前
YD完成签到 ,获得积分10
1分钟前
会飞的小猪完成签到 ,获得积分0
1分钟前
小马甲应助淋湿巴黎采纳,获得10
1分钟前
汉堡包应助wwwww采纳,获得10
1分钟前
Anny完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Востребованный временем 2500
The Restraining Hand: Captivity for Christ in China 500
The Collected Works of Jeremy Bentham: Rights, Representation, and Reform: Nonsense upon Stilts and Other Writings on the French Revolution 320
Encyclopedia of Mental Health Reference Work 300
脑血管病 300
The Unity of the Common Law 300
Eddy current canonical problems (with applications to nondestructive evaluation) 200
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3371994
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2989966
关于积分的说明 8737802
捐赠科研通 2673233
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1464401
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 677506
邀请新用户注册赠送积分活动 668880