High-yield, green and scalable methods for producing MOF-303 for water harvesting from desert air

结晶度 产量(工程) 材料科学 吸附剂 金属有机骨架 溶剂热合成 饮用水净化 商业化 纳米技术 工艺工程 化学工程 环境科学 化学 有机化学 环境工程 吸附 复合材料 工程类 法学 政治学
作者
Zhiling Zheng,Ha L. Nguyen,Nikita Hanikel,Kelvin Kam-Yun Li,Zihui Zhou,Tianqiong Ma,Omar M. Yaghi
出处
期刊:Nature Protocols [Springer Nature]
卷期号:18 (1): 136-156 被引量:277
标识
DOI:10.1038/s41596-022-00756-w
摘要

Metal-organic frameworks (MOFs) are excellent candidates for water harvesting from desert air. MOF-303 (Al(OH)(PZDC), where PZDC is 1-H-pyrazole-3,5-dicarboxylate), a robust and water-stable MOF, is a particularly promising water-harvesting sorbent that can take up water at low relative humidity and release it under mild heating. Accordingly, development of a facile, high-yield synthesis method for its production at scale is highly desirable. Here we report detailed protocols for the green, water-based preparation of MOF-303 on both gram and kilogram scales. Specifically, four synthetic methods (solvothermal, reflux, vessel and microwave), involving different equipment requirements, are presented to guarantee general accessibility. Typically, the solvothermal method takes ~24 h to synthesize MOF-303, while the reflux and vessel methods can reduce the time to 4-8 h. With the microwave-assisted method, the reaction time can be further reduced to just 5 min. In addition, we provide guidance on the characterization of MOF-303, as well as water-harvesting MOFs in general, to ensure high quality of the product in terms of its purity, crystallinity, porosity and water uptake. Furthermore, to address the need for future commercialization of this material, we demonstrate that our protocol can be employed to produce 3.5 kg per batch with a yield of 91%. MOF-303 synthesized at this large scale shows similar crystallinity and water uptake capacity compared to the respective material produced at a small scale. Our synthetic procedure is green and water-based, and can produce the MOF within hours.
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
XRQ完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
星辰大海应助随心采纳,获得10
3秒前
AHMZI完成签到,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
小瓶盖完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
千里江山一只蝇完成签到,获得积分10
5秒前
Unifrog发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
田様应助woods采纳,获得10
6秒前
6秒前
Chiara完成签到,获得积分10
7秒前
0713发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
公西凝芙发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
感谢感谢发布了新的文献求助50
10秒前
11秒前
xiaobai完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
Jello发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
小艾同学发布了新的文献求助10
14秒前
公西凝芙完成签到,获得积分20
14秒前
123发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
赵雪完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
AXEIFORM发布了新的文献求助10
17秒前
沟通亿心发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
独特冬天完成签到,获得积分10
18秒前
随心完成签到,获得积分20
19秒前
酷波er应助小土豆采纳,获得10
20秒前
sanapri完成签到,获得积分10
20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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
化妆品原料学 1000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5630467
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4722553
关于积分的说明 14973638
捐赠科研通 4788614
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2557018
邀请新用户注册赠送积分活动 1517960
关于科研通互助平台的介绍 1478567