Rational Design of a Multifunctional MOFs for Alkane‐Selective Gas Separation

烷烃 微型多孔材料 选择性 吸附 限制 石油化工 吸附 分子 合理设计 化学 气体分离 多孔介质 选择性吸附 化学工程 材料科学 聚合物 蒙特卡罗方法 天然气 多孔性 分离(统计) 工艺工程 优化设计 大正则系综 纳米技术 COSMO-RS公司 计算机科学 气相
作者
Li Wang,Zhaozhuang Liu,Yating Wang,Jiaqi Liu,Jinping Li,Jiangfeng Yang
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:13 (2): e16118-e16118 被引量:5
标识
DOI:10.1002/advs.202516118
摘要

Abstract Efficient separation of light hydrocarbons—including the removal of CH 4 from N 2 and the purification of olefins such as C 2 H 4 and C 3 H 6 from their corresponding alkanes (C 2 H 6 and C 3 H 8 )—is critical in natural gas upgrading, steam cracking, and downstream petrochemical production. Traditional adsorbents are tailored to specific mixtures, limiting their broader applicability. The development of multifunctional adsorbents that can efficiently operate across multiple gas separation systems represents a promising strategy to simplify material design and broaden industrial relevance. Herein, methyl‐functional groups are innovatively introduced into porous coordination polymers (PCPs), synthesizing PCP‐BDC‐M and PCP‐BDC‐DM with precisely tailored microporous structures. Notably, the dimethyl‐functionalized PCP‐BDC‐DM demonstrates superior multifunctional selectivity toward CH 4 /N 2 , C 2 H 6 /C 2 H 4 , and C 3 H 8 /C 3 H 6 gas mixtures. Adsorption isotherms and Ideal Adsorbed Solution Theory (IAST) calculations reveal significantly higher alkane selectivity in PCP‐BDC‐DM compared to PCP‐BDC‐M and existing alkane‐selective adsorbents. Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) simulations provide molecular‐level insight, confirming that methyl groups effectively enhance interactions between alkane molecules and the framework. Dynamic breakthrough experiments further validate PCP‐BDC‐DM's excellent practical separation capability and structural stability. This study offers valuable insights into designing advanced adsorbents for alkane‐selective gas separation.
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
刚刚
浩浩完成签到 ,获得积分0
1秒前
现实的小蚂蚁完成签到,获得积分10
2秒前
anders完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
9秒前
憨批发布了新的文献求助10
9秒前
过时的广山完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
柏柏应助9527采纳,获得10
15秒前
16秒前
20秒前
壮观的谷冬完成签到 ,获得积分0
20秒前
练得身形似鹤形完成签到 ,获得积分10
21秒前
27秒前
liu发布了新的文献求助10
30秒前
研友_24789完成签到,获得积分10
33秒前
勤劳的渊思完成签到 ,获得积分10
40秒前
577完成签到,获得积分10
42秒前
愛愛愛愛完成签到,获得积分10
47秒前
wmz完成签到 ,获得积分10
48秒前
51秒前
小HO完成签到 ,获得积分10
52秒前
Fin2046完成签到,获得积分10
55秒前
Xieyusen发布了新的文献求助10
56秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
传奇3应助憨批采纳,获得10
59秒前
活力尔柳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Copyright应助victory_liu采纳,获得10
1分钟前
含光完成签到,获得积分10
1分钟前
朴实雨竹完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
huluwa完成签到,获得积分10
1分钟前
Zhengkeke完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Benjamin发布了新的文献求助10
1分钟前
Copyright应助DrLuffy采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7252936
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875060
关于积分的说明 18734625
捐赠科研通 6933491
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199831
关于科研通互助平台的介绍 2374606
邀请新用户注册赠送积分活动 2174506