JACS:耐辐射的Hofmann型Co-MOF分离稀有气体
纳米技术 纳米 2022-02-10

发展高性能的吸附剂进行Kr中分离Xe非常有意义,但是具有非常高的挑战。因为Xe和Kr具有非常类似的粒径,同时都具有化学反应惰性。

有鉴于此,浙江大学李斌、德州大学圣安东尼奥分校UTSA陈邦林(Banglin Chen)等报道合成了两种高活性和耐辐射的Hofmann型MOF,Co(pyz)[Ni(CN)4]、Co(pyz)[Pd(CN)4],命名为ZJU-74a-Ni和ZJU-74a-Pd,表现为位置上相对的开放金属位点和完美的孔尺寸(分别为4.1 Å和3.8 Å),孔尺寸与Xe的直径类似(4.047 Å),因此能够实现对极化的Xe气体实现优异的结合实现了Xe/Kr混合气体的优异分离性能

本文要点:

(1)

这种材料展示了创造记录的高Xe吸附容量,在296 K温度和0.2 bar条件两种材料的Xe吸附量分别达到89.3 cm3 cm-3和98.4 cm3 cm-3,Xe/Kr的选择性在温和条件分别达到74.1和103.4,这些数值都达到了目前见诸报道的最好结果。

(2)

通过单晶XRD表征,明确了Xe分子在ZJU-74a-Ni中的分布位点,其中两个相对的相邻金属原子之间能够选择性的吸附特定直径的原子,因此形成结构非常独特的三明治结合位点,并且实现了强度超高的Ni2+-Xe-Ni2+相互作用,实现了创记录的Xe捕获容量和吸附选择性。

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参考文献

Jiyan Pei, Xiao-Wen Gu, Cong-Cong Liang, Banglin Chen*, Bin Li*, and Guodong Qian, Robust and Radiation-Resistant Hofmann-Type Metal–Organic Frameworks for Record Xenon/Krypton Separation, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c12873

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12873


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