Synthesis and characterization of novel bimetallic Mg-Ca/DOBDC metal–organic frameworks as a high stability CO2 adsorbent

双金属片 吸附 金属 金属有机骨架 化学 解吸 多孔性 化学工程 无机化学 有机化学 工程类
作者
Shimeng Cui,Yanming Shao,Wenqi Zhong
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:474: 145018-145018 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145018
摘要

In this work, novel bimetallic Mg-Ca/DOBDC MOFs (a MOFs built of Mg(OAc)2·4H2O and Ca(OAc)2·H2O linked by 2,5-dioxido-1,4-benzenedicarboxylate (DOBDC) ligands) were prepared for the first time using Mg2+ as the major metal and Ca2+ as the second metal. The dynamic CO2 adsorption performance of the novel synthesized bimetallic MOFs was comprehensively tested and discussed, including the second metal content, inlet gas flow rate and adsorption temperature. The influence of the second metal Ca on the structure and morphology of original Mg/DOBDC MOF was intensively studied. Furthermore, CO2 penetration curve model and adsorption mechanism of the bimetallic MOFs in the adsorption–desorption cycle were also discussed. The results showed that the introduction of the second metal Ca creates unsaturated vacancies and increases the metal active sites, thus improving the gas adsorption performance and structural stability of the material. The Mg-Ca3.0/DOBDC MOFs with Ca doping of 3.0 mmol showed a maximum CO2 uptake of 10.92 mmol g−1 at 0.1 MPa and 25 °C. Compared with the parent Mg/DOBDC MOF, it was improved by about 151.16%, and its cyclic stability was also greatly improved.
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