Leveraging Diffusion Kinetics to Reverse Propane/Propylene Adsorption in Zeolitic Imidazolate Framework-8

沸石咪唑盐骨架 丙烷 吸附 动力学 金属有机骨架 扩散 材料科学 咪唑酯 热力学 化学工程 化学 无机化学 有机化学 物理化学 工程类 物理 量子力学
作者
Linghe Yang,Ying Liu,Zheng Fang,Fuxing Shen,Baojian Liu,Rajamani Krishna,Zhiguo Zhang,Qiwei Yang,Qilong Ren,Zongbi Bao
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (4): 3614-3626 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c11385
摘要

The separation challenge posed by propylene/propane mixtures arises from their nearly identical molecular sizes and physicochemical properties. Metal–organic frameworks (MOFs) have demonstrated potential in addressing this challenge through the precision tailoring of pore sizes and surface chemistry. However, introducing modifications at the molecular level remains a considerable hurdle. This work presents an approach to reversibly tune the propylene/propane adsorption preference in zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) by manipulating the particle size and gas flow rate. Systematically increasing the ZIF-8 crystals from 9 to 224 μm restricts propane diffusion, thereby reversing its preferential adsorption over propylene. Furthermore, raising the gas flow rate of mixed propylene/propane shifts the rate-determining breakthrough step from thermodynamic equilibrium to kinetics, again reversing the adsorption preference in a particular ZIF-8 sample. We propose "dynamic selectivity (Sd(t))" as a concept that incorporates both thermodynamic and kinetic factors to elucidate these unexpected findings. Moreover, the driving force equation, grounded on the concept of Sd(t), has improved the precision and stability of the computational simulation for fixed-bed adsorption processes. This work underscores the potential of diffusion-based modulation, implemented through manageable external changes, as a viable strategy to optimize separation performance in porous adsorbent materials.
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
荔枝完成签到 ,获得积分10
刚刚
莫名完成签到,获得积分10
刚刚
灵舒完成签到,获得积分0
1秒前
蓝莓橘子酱应助pumcerzj采纳,获得10
1秒前
海斯泰因完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
freedom发布了新的文献求助10
2秒前
DD完成签到,获得积分10
3秒前
小明晚发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小九九完成签到,获得积分10
3秒前
夏彦的华生小姐完成签到,获得积分10
3秒前
zhuzhu发布了新的文献求助10
4秒前
kk完成签到,获得积分10
4秒前
欧阳静芙完成签到,获得积分10
4秒前
锅锅发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
愉快寄真完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
郭1994完成签到 ,获得积分10
6秒前
ohhh发布了新的文献求助10
6秒前
wannada发布了新的文献求助10
6秒前
Xiaoli发布了新的文献求助10
6秒前
感性的开山完成签到 ,获得积分10
6秒前
爆米花应助Yucsh书慧123采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.3应助温婉的你采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
jing完成签到,获得积分10
7秒前
热心市民小杨应助Yaon-Xu采纳,获得10
7秒前
田様应助killer采纳,获得10
7秒前
简单白风完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6013718
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7585223
关于积分的说明 16143045
捐赠科研通 5161263
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763570
邀请新用户注册赠送积分活动 1743713
关于科研通互助平台的介绍 1634431