Substituent-Induced Electron-Transfer Strategy for Selective Adsorption of N2 in MIL-101(Cr)-X Metal–Organic Frameworks

对苯二甲酸 材料科学 金属有机骨架 吸附 电子转移 密度泛函理论 极性效应 取代基 乙烯 路易斯酸 物理化学 无机化学 选择性 金属 化学 有机化学 计算化学 催化作用 复合材料 冶金 量子力学 聚酯纤维 物理
作者
Feifei Zhang,Hua Shang,Li Wang,Lei Ma,Kunjie Li,Yingying Zhang,Jiangfeng Yang,Libo Li,Jinping Li
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (1): 2146-2154 被引量:42
标识
DOI:10.1021/acsami.1c22866
摘要

N2 removal is of great significance in high-purity O2 production and natural gas purification. Here, we present a substituent-induced electron-transfer strategy for improving N2 capture performance by controlling the Lewis acidity of Cr(III) metal unsaturated sites in Cr-based metal-organic frameworks. With the enhancement of the electron-withdrawing ability of the modified group on terephthalic acid (-NO2 > -CH3), the N2 adsorption ability of MIL-101(Cr)-X was improved significantly. For MIL-101(Cr)-NO2, the adsorption enthalpy of N2 at zero coverage was 30.01 kJ/mol, which was much larger than that of MIL-101(Cr)-CH3 (14.31 kJ/mol). In situ infrared spectroscopy studies, Bader charges, and density functional theory calculations showed that the presence of -NO2 could enhance the Lewis acidity of Cr(III) metal unsaturated sites, which resulted in a strong interaction affinity for N2. The adsorption isotherms indicated that MIL-101(Cr)-NO2 had an excellent N2/O2 (79/21, v/v) selectivity of up to 10.8 and a good N2/CH4 separation performance (SN2/CH4 = 2.8, 298 K, 1 bar). Breakthrough curves showed that MIL-101(Cr)-NO2 had great potential for the efficient separation of N2/O2 and N2/CH4.
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
feike发布了新的文献求助10
刚刚
mnliao完成签到,获得积分10
1秒前
jjjddyy发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Akim应助张翊心采纳,获得10
2秒前
大耳朵图图完成签到,获得积分10
2秒前
崔崔完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
繁荣的丝发布了新的文献求助30
3秒前
小航发布了新的文献求助10
4秒前
7秒前
8秒前
8秒前
潇洒的以柳完成签到 ,获得积分10
9秒前
流沙无言发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
眠羊发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
嘉心糖应助天然純真采纳,获得30
14秒前
jinjinjin完成签到,获得积分10
15秒前
斗罗大陆完成签到,获得积分10
16秒前
Jonathan发布了新的文献求助10
17秒前
Rainor发布了新的文献求助10
17秒前
天真的小亚完成签到,获得积分10
18秒前
mlml完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
jinjinjin发布了新的文献求助10
19秒前
SciGPT应助豆豆的姐姐采纳,获得10
19秒前
19秒前
柚子茶完成签到 ,获得积分10
21秒前
sunshine完成签到 ,获得积分10
21秒前
zuko发布了新的文献求助30
22秒前
You完成签到,获得积分10
22秒前
缥缈嘉熙完成签到,获得积分10
22秒前
Rainor完成签到,获得积分10
23秒前
科研通AI6.1应助细腻听白采纳,获得10
24秒前
mlml发布了新的文献求助30
24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
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
The impact of workplace variables on juvenile probation officers’ job satisfaction 1000
When the badge of honor holds no meaning anymore 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6282141
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8100972
关于积分的说明 16938034
捐赠科研通 5349144
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2843367
邀请新用户注册赠送积分活动 1820558
关于科研通互助平台的介绍 1677469