"A partially interpenetrated metal–organic framework for selective hysteretic sorption of carbon dioxide". S. Yang, X. Lin, W. Lewis, M. Suyetin, E. Bichoutskaia, J. E. Parker, C. C. Tang, D. R. Allan, P. J. Rizkallah, P. Hubberstey, N. R. Champness, K. M. Thomas, A. J. Blake, M. Schröder. NATURE MATERIALS.
In press. DOI: 10.1038/nmat3343
The selective capture of carbon dioxide
in porous materials has potential for the storage and purification of
fuel and flue gases. However, adsorption capacities under dynamic
conditions are often insufficient for practical applications, and
strategies to enhance CO2–host
selectivity are required. The unique partially interpenetrated
metal–organic framework NOTT-202 represents a new class of dynamic
material that undergoes pronounced framework phase transition on
desolvation. We report temperature-dependent adsorption/desorption
hysteresis in desolvated NOTT-202a that responds selectively to CO2. The CO2
isotherm shows three steps in the adsorption profile at 195 K, and
stepwise filling of pores generated within the observed partially
interpenetrated structure has been modelled by grand canonical Monte
Carlo simulations. Adsorption of N2, CH4, O2, Ar and H2
exhibits reversible isotherms without hysteresis under the same
conditions, and this allows capture of gases at high pressure, but
selectively leaves CO2 trapped in the nanopores at low pressure.
La captura selectiva de dióxido de carbono en materiales porosos tiene un alto potencial para el almacenamiento y la purificación de combustibles y de gases contaminantes. Sin embargo, las capacidades de adsorción bajo condiciones dinámicas comúnmente son insuficientes para las aplicaciones prácticas, y se requieren estrategias destinadas a aumentar la selectividad por parte del soporte que recibe al CO2. El NOTT-202 presenta una red única, que interpenetra redes metálicas y orgánicas, y representa una nueva clasde de material dinámico cuya red experimenta transiciones de fase muy pronunciados ante la desolvación. Se reporta una histéresis de adsorción/desorción dependiente de la temperatura en NOTT-202a desolvado, que corresponde selectivamente al CO2. La isoterma de CO2 muestra tres pasos en el perfil de adsorción a 195 K, y el llenado a pasos de los poros en la estructura que se observa parcialmente interpenetrada ha sido modelada por simulaciones de Monte Carlo tipo gran canónico. Bajo idénticas condiciones, la adsorción de N2, CH4, O2, Ar y H2 exhibe isotermas reversibles y sin histéresis, lo cual permite capturar los gases bajo una alta presión, pero dejando atrapado a baja presión, selectivamente, al CO2 en los nanoporos.
No comments:
Post a Comment