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
俊逸笑柳发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
3秒前
Jerry20184完成签到 ,获得积分10
3秒前
xueshufengbujue完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
ALIN完成签到,获得积分10
4秒前
xueqing发布了新的文献求助10
4秒前
2129325598完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
Robin发布了新的文献求助30
7秒前
everglow发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
香蕉觅云应助皓民采纳,获得10
8秒前
9秒前
坚强的小丸子完成签到 ,获得积分10
11秒前
qzy发布了新的文献求助30
11秒前
11秒前
Luke发布了新的文献求助10
12秒前
圣晟胜完成签到,获得积分10
13秒前
平淡的冰夏完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
上官枫发布了新的文献求助10
15秒前
我是老大应助Steel采纳,获得10
16秒前
冷傲凝琴发布了新的文献求助10
16秒前
疯狂的虔完成签到,获得积分10
17秒前
酷波er应助哇哇哇哇哇哇采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
20秒前
20秒前
乐观的颦发布了新的文献求助30
20秒前
皓民发布了新的文献求助10
20秒前
qzy完成签到,获得积分10
22秒前
Robin完成签到,获得积分10
22秒前
xueqing完成签到,获得积分20
22秒前
尊敬靳发布了新的文献求助10
24秒前
25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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
简明药物化学习题答案 500
Quasi-Interpolation 400
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 400
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 6275444
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8095271
关于积分的说明 16922520
捐赠科研通 5345272
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2841946
邀请新用户注册赠送积分活动 1819168
关于科研通互助平台的介绍 1676404