Rapid determination of experimental sorption isotherms from non-equilibrium sorption kinetic data

吸附 动能 热力学 化学 色谱法 吸附 物理化学 物理 经典力学
作者
Andrey A. Bezrukov,Daniel J. O’Hearn,Victoria Gascón-Pérez,Catiúcia R. M. O. Matos,Kyriaki Koupepidou,Shaza Darwish,Suresh Sanda,Naveen Kumar,Xia Li,Mohana Shivanna,Michael J. Zaworotko
出处
期刊:Chem [Elsevier BV]
卷期号:10 (5): 1458-1470
标识
DOI:10.1016/j.chempr.2024.01.011
摘要

Herein, we report a new method for rapid determination of experimental sorption isotherms that exploits gravimetric non-equilibrium sorption kinetics data in a thin sorbent bed. In comparison with equilibrium-based isotherm determination methods, this sorption kinetics isotherm determination (SKID) method needs only two equilibrium points, P/P0min and P/P0max. SKID requires up to an order of magnitude less data collection time than conventional methods and is suitable for high-throughput sorbent discovery and evaluation. SKID was validated by testing a library comprising 30 sorbents, including rigid and flexible metal-organic frameworks (MOFs), inorganics (zeolites), and organics (microcrystalline cellulose). Average data collection time for water vapor was 3.1 vs. 23 h for dynamic vapor sorption experiments. SKID was also demonstrated for other vapors (C8 aromatics) and a gas (CO2), making it a promising tool for rapid screening of new or existing sorbents for applications such as water harvesting and dehumidification and carbon capture.
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