Supramolecular Assembly of One-Dimensional Coordination Polymers for Efficient Separation of Xenon and Krypton

氙气 材料科学 吸附 聚合物 惰性气体 超分子化学 选择性吸附 选择性 金属 密度泛函理论 物理化学 分子 化学 计算化学 有机化学 催化作用 复合材料 冶金
作者
Liangying Li,Lihang Chen,Lidong Guo,Fang Zheng,Zhiguo Zhang,Qiwei Yang,Yiwen Yang,Baogen Su,Qilong Ren,Jing Li,Zongbi Bao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (35): 41438-41446 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acsami.3c04037
摘要

Efficient separation and purification of xenon (Xe) from krypton (Kr) represent an industrially crucial but challenging process. While the adsorption-based separation of these atomic gases represents an energy-efficient process, achieving highly selective adsorbents remains a difficult task. Here, we demonstrate a supramolecular assembly of coordination polymers, termed as M(II)-dhbq (M = Mg, Mn, Co, and Zn; dhbq = 2,5-dihydroxy-1,4-benzoquinone), with high-density open metal sites (5.3 nm-3) and optimal pore size (5.5 Å), which are able to selectively capture Xe among other chemically inert gases including Kr, Ar, N2, and O2. Among M(II)-dhbq materials, Mn-dhbq exhibits the highest Xe uptake capacity of 3.1 mmol/g and a Xe/Kr selectivity of 11.2 at 298 K and 1.0 bar, outperforming many state-of-the-art adsorbents reported so far. Remarkably, the adsorption selectivity of Mn-dhbq for Xe/O2, Xe/N2, and Xe/Ar at ambient conditions reaches as high as 70.0, 139.3, and 64.0, respectively. Direct breakthrough experiments further confirm that all M(II)-dhbq materials can efficiently discriminate Xe atoms from other inert gases. It is revealed from the density functional theory calculations that the strong affinity between Xe and the coordination polymer is mainly attributed to the polarization by open metal sites.
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
2秒前
hbpu230701发布了新的文献求助10
2秒前
阿空完成签到 ,获得积分10
2秒前
酷波er应助曹志毅采纳,获得10
3秒前
mz完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小二郎应助漫离采纳,获得10
3秒前
忧郁背包完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
5秒前
qqxin发布了新的文献求助10
5秒前
尊敬枕头完成签到,获得积分10
7秒前
dadadaxia发布了新的文献求助10
7秒前
忧郁背包发布了新的文献求助10
7秒前
Shen完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
77发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
HZAltair发布了新的文献求助10
11秒前
所所应助防御采纳,获得10
12秒前
zzzz应助kiyo_v采纳,获得10
12秒前
12秒前
14秒前
14秒前
漫离完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
曹志毅发布了新的文献求助10
15秒前
现代子默完成签到,获得积分10
15秒前
dadadaxia完成签到,获得积分10
16秒前
19秒前
孙翘楚完成签到,获得积分10
19秒前
漫离发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
尹海燕发布了新的文献求助10
20秒前
洪山老狗发布了新的文献求助30
20秒前
22秒前
Akim应助HZAltair采纳,获得10
23秒前
15864140827完成签到,获得积分20
23秒前
田様应助安静尔白采纳,获得10
24秒前
甜美的成败完成签到,获得积分10
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 Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
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 6400935
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8217994
关于积分的说明 17415496
捐赠科研通 5453898
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2882328
邀请新用户注册赠送积分活动 1858967
关于科研通互助平台的介绍 1700638