Role of Surface Phenolic-OH Groups in N-Rich Porous Organic Polymers for Enhancing the CO2 Uptake and CO2/N2 Selectivity: Experimental and Computational Studies

材料科学 选择性 聚合物 多孔性 化学工程 表面改性 有机化学 复合材料 催化作用 化学 工程类
作者
Sabuj Kanti Das,Piyali Bhanja,S. Kundu,Saptarsi Mondal,Asim Bhaumik
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:10 (28): 23813-23824 被引量:82
标识
DOI:10.1021/acsami.8b05849
摘要

Design and successful synthesis of phenolic-OH and amine-functionalized porous organic polymers as adsorbent for postcombustion CO2 uptake from flue gas mixtures along with high CO2/N2 selectivity is a very demanding research area in the context of developing a suitable adsorbent to mitigate greenhouse gases. Herein, we report three triazine-based porous organic polymers TrzPOP-1, -2, and -3 through the polycondensation of two triazine rings containing tetraamine and three dialdehydes. These porous organic polymers possess high Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface areas of 995, 868, and 772 m2 g–1, respectively. Out of the three materials, TrzPOP-2 and TrzPOP-3 contain additional phenolic-OH groups along with triazine moiety and secondary amine linkages. At 273 K, TrzPOP-1, -2, and -3 displayed CO2 uptake capacities of 6.19, 7.51, and 8.54 mmol g–1, respectively, up to 1 bar pressure, which are considerably high among all porous polymers reported till date. Despite the lower BET surface area, TrzPOP-2 and TrzPOP-3 containing phenolic-OH groups showed higher CO2 uptakes. To understand the CO2 adsorption mechanism, we have further performed the quantum chemical studies to analyze noncovalent interactions between CO2 molecules and different polar functionalities present in these porous polymers. TrzPOP-1, -2, and -3 have the capability of selective CO2 uptake over that of N2 at 273 K with the selectivity of 61:1, 117:1, and 142:1 by using the initial slope comparing method, along with 108.4, 140.6, and 167.4 by using ideal adsorbed solution theory (IAST) method, respectively. On the other hand, at 298 K, the calculated CO2/N2 selectivities in the initial slope comparing method for TrzPOP-1, -2, and -3 are 27:1, 72:1, and 96:1, whereas those using IAST method are 42.1, 75.7, and 94.5, respectively. Cost effective and scalable synthesis of these porous polymeric materials reported herein for selective CO2 capture has a very promising future for environmental clean-up.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
啊哈发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
Konoha完成签到,获得积分10
刚刚
慕青应助冬猫采纳,获得10
1秒前
1秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
1秒前
Daisy发布了新的文献求助10
2秒前
lriye发布了新的文献求助10
2秒前
suan发布了新的文献求助10
3秒前
铭天完成签到,获得积分10
4秒前
Arusa发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
cc发布了新的文献求助10
5秒前
lmn发布了新的文献求助10
6秒前
wanci应助刚睡醒采纳,获得10
6秒前
7秒前
zsj3787发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
veronica完成签到,获得积分10
8秒前
xyy发布了新的文献求助10
9秒前
L_online完成签到 ,获得积分10
10秒前
veronica发布了新的文献求助10
11秒前
121314wld发布了新的文献求助10
11秒前
澍澍完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
K2L发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
121314wld完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
MP_zhang完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
elain完成签到 ,获得积分10
18秒前
bkagyin应助7890733采纳,获得10
18秒前
19秒前
20秒前
酷波er应助Sl采纳,获得10
22秒前
思源应助风中的香寒采纳,获得10
22秒前
22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
《机器学习——数据表示学习及应用》 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Fiction e non fiction: storia, teorie e forme 500
Routledge Handbook on Spaces of Mental Health and Wellbeing 500
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5321937
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4463561
关于积分的说明 13890461
捐赠科研通 4354764
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2392002
邀请新用户注册赠送积分活动 1385582
关于科研通互助平台的介绍 1355331