Efficient CO2 Capture and Separation in MOFs: Effect from Isoreticular Double Interpenetration

材料科学 吸附 范德瓦尔斯力 选择性 巴(单位) 化学工程 等温过程 金属有机骨架 纳米技术 热力学 物理化学 分子 化学 物理 有机化学 催化作用 工程类 气象学
作者
Sen Liu,Lu Wang,Huili Zhang,Haiping Fang,Xiaokun Yue,Shuxian Wei,Siyuan Liu,Zhaojie Wang,Xiaoqing Lü
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (6): 7152-7160 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsami.3c16622
摘要

Severe CO2 emissions has posed an increasingly alarming threat, motivating the development of efficient CO2 capture materials, one of the key parts of carbon capture, utilization, and storage (CCUS). In this study, a series of metal–organic frameworks (MOFs) named Sc-X (X = S, M, L) were constructed inspired by recorded MOFs, Zn-BPZ-SA and MFU-4l-Li. The corresponding isoreticular double-interpenetrating MOFs (Sc-X-IDI) were subsequently constructed via the introduction of isoreticular double interpenetration. Grand canonical Monte Carlo (GCMC) simulations were adopted at 298 K and 0.1–1.0 bar to comprehensively evaluate the CO2 capture and separation performances in Sc-X and Sc-X-IDI, with gas distribution, isothermal adsorption heat (Qst), and van der Waals (vdW)/Coulomb interactions. It is showed that isoreticular double interpenetration significantly improved the interactions between adsorbed gases and frameworks by precisely modulating pore sizes, particularly observed in Sc-M and Sc-M-IDI. Specifically, the Qst and Coulomb interactions exhibited a substantial increase, rising from 28.38 and 22.19 kJ mol–1 in Sc-M to 43.52 and 38.04 kJ mol–1 in Sc-M-IDI, respectively, at 298 K and 1.0 bar. Besides, the selectivity of CO2 over CH4/N2 was enhanced from 55.36/107.28 in Sc-M to 3308.61/7021.48 in Sc-M-IDI. However, the CO2 capture capacity is significantly influenced by the pore size. Sc-M, with a favorable pore size, exhibits the highest capture capacity of 15.86 mmol g–1 at 298 K and 1.0 bar. This study elucidated the impact of isoreticular double interpenetration on the CO2 capture performance in MOFs.
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
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
刚刚
搜集达人应助BIGer采纳,获得10
1秒前
2秒前
深情安青应助友好听蓉采纳,获得10
2秒前
领导范儿应助bbw采纳,获得10
3秒前
3秒前
Jtiger发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
hayden完成签到 ,获得积分10
4秒前
害怕的凡蕾完成签到 ,获得积分10
4秒前
跳跃富发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
Two_h发布了新的文献求助20
6秒前
王某完成签到,获得积分10
6秒前
一崽完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
专注的小蘑菇完成签到,获得积分10
7秒前
烟花应助小鹿采纳,获得10
7秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
打打应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得20
7秒前
7秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
春花完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
Sense应助科研小黑子采纳,获得10
7秒前
完美世界应助科研小黑子采纳,获得10
8秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
xiaojushui应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Microlepidoptera Palaearctica, Volumes 1 and 3 - 13 (12-Volume Set) [German] 1122
Дружба 友好报 (1957-1958) 1000
The Data Economy: Tools and Applications 1000
Mantiden - Faszinierende Lauerjäger – Buch gebraucht kaufen 600
PraxisRatgeber Mantiden., faszinierende Lauerjäger. – Buch gebraucht kaufe 600
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
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 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3105631
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2756681
关于积分的说明 7641226
捐赠科研通 2410796
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1279097
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 617641
版权声明 599262