Well‐Dispersed MOF‐5 on The Polyvinylpyrrolidone‐Coated Random Lamellas of Clinoptilolites for Adsorptive Separation Performance of CO2, CH4, and N2

聚乙烯吡咯烷酮 吸附 材料科学 分离(统计) 化学工程 结晶学 化学 物理化学 数学 高分子化学 工程类 统计
作者
Jiawei Zhou,Ming Liu,Shiyang Bai,Jihong Sun,Jia Wei,Ju Wang
出处
期刊:Advanced sustainable systems [Wiley]
卷期号:8 (7) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/adsu.202300466
摘要

Abstract The MOF‐5@clinoptilolite (MOF@CP) composites are successfully synthesized using polyvinylpyrrolidone (PVP) for adsorption separation of CO 2 /CH 4 , CO 2 /N 2 , and CH 4 /N 2 . The effects of the PVP amounts on the dispersity of MOF‐5 on CP random lamellas of the MOF@CPs are evaluated via various characterizations. Meanwhile, their single‐component gas adsorption isotherms, breakthrough experiments, and cycling test are measured. The results elucidate that the used PVP amount has a significant influence on the particle size and the uniformity of MOF‐5 dispersed on CP random lamellas. The MOF‐5‐loaded amount in MOF@CP is estimated to be up to 42.52 wt.%. Especially, the surface fractal evolutions indicated the surfaces of MOF@CP became from rough to smooth with the increase of PVP. The CO 2 /CH 4 , CO 2 /N 2 , and CH 4 /N 2 selectivity factors of MOF@CP are higher than that of CP, displaying a better separation performance. Their cycling test revealed that MOF@CPs could be used repetitively, highlighting efficiency for CO 2 and CH 4 separation. Meanwhile, the MOF‐5@CP stability under moisture is preliminarily investigated, showing higher moisture resistance stability than MOF‐5. Additionally, the grand canonical Monte Carlo simulations demonstrated the adsorption separation mechanism of the prepared MOF@CPs.
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