由于二氧化碳在全球温室效应和相关气候变化中所起的作用,减少人为排放是一个紧迫的问题。有鉴于此,中国台湾成功大学的Teng-Hao Chen等研究人员,报道了一种用于变压吸附分离CO2的大环多孔分子晶体醋酸环四安息香。
本文要点
1)由大环环四苯偶姻乙酸酯组装的多孔分子晶体(PMC)是分离CO2的有效吸附剂。PMC的7.1×7.1Å及其酯C=O基团对提高其对CO2分子的亲和力起着重要作用。
2)在低压下,大环的苯壁与CO2分子发生了明显的[π··π]相互作用。此外,指向方形通道内部的极性羰基将孔径减小到5.0×5.0Å,这为CO2捕获提供了动力学选择性。
3)PMC在真空和各种气体吸附条件下具有耐水性和高的结构稳定性,这在本征多孔的有机分子中是很少见的。最重要的是,适度的吸附质-吸附剂相互作用使PMC易于再生,因此适用于变压吸附过程。
4)适度的吸附质-吸附剂相互作用使PMC易于再生,因此适用于变压吸附过程。洗脱后的N2和CH4纯度分别达到99.9%和99.8%以上,分离性能稳定30个周期。
本文研究的醋酸环四安息香具有合成简单等优点,是一种很有前途的烟气和天然气CO2分离吸附剂。
参考文献:
Yao-Ting Wang, et al. Cyclotetrabenzoin Acetate: A Macrocyclic Porous Molecular Crystal for CO2 Separations by Pressure Swing Adsorption. Angewandte Chemie, 2021.
DOI:10.1002/anie.202102813
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102813