Competitive and Cooperative CO2–H2O Adsorption through Humidity Control in a Polyimide Covalent Organic Framework

吸附 相对湿度 聚酰亚胺 纳米孔 湿度 共价有机骨架 材料科学 化学工程 烟气 多孔性 水蒸气 金属有机骨架 纳米技术 有机化学 化学 复合材料 热力学 图层(电子) 工程类 物理
作者
Hugo Veldhuizen,Saira Butt,Annemiek van Leuken,Bart van der Linden,Willy Rook,Sybrand van der Zwaag,Monique A. Van Der Veen
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (24): 29186-29194 被引量:39
标识
DOI:10.1021/acsami.3c04561
摘要

In order to capture and separate CO2 from the air or flue gas streams through nanoporous adsorbents, the influence of the humidity in these streams has to be taken into account as it hampers the capture process in two main ways: (1) water preferentially binds to CO2 adsorption sites and lowers the overall capacity, and (2) water causes hydrolytic degradation and pore collapse of the porous framework. Here, we have used a water-stable polyimide covalent organic framework (COF) in N2/CO2/H2O breakthrough studies and assessed its performance under varying levels of relative humidity (RH). We discovered that at limited relative humidity, the competitive binding of H2O over CO2 is replaced by cooperative adsorption. For some conditions, the CO2 capacity was significantly higher under humid versus dry conditions (e.g., a 25% capacity increase at 343 K and 10% RH). These results in combination with FT-IR studies on equilibrated COFs at controlled RH values allowed us to assign the effect of cooperative adsorption to CO2 being adsorbed on single-site adsorbed water. Additionally, once water cluster formation sets in, loss of CO2 capacity is inevitable. Finally, the polyimide COF used in this research retained performance after a total exposure time of >75 h and temperatures up to 403 K. This research provides insight in how cooperative CO2–H2O can be achieved and as such provides directions for the development of CO2 physisorbents that can function in humid streams.
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
咿呀呀发布了新的文献求助10
刚刚
luo发布了新的文献求助10
刚刚
秦奎完成签到,获得积分10
刚刚
研友_VZG7GZ应助蓝色牛马采纳,获得10
1秒前
2秒前
peng发布了新的文献求助10
3秒前
英姑应助4566采纳,获得10
4秒前
whisper完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
3333333333发布了新的文献求助10
5秒前
自然傀斗完成签到,获得积分10
5秒前
hy1234完成签到 ,获得积分10
6秒前
linnya发布了新的文献求助10
7秒前
bylee发布了新的文献求助10
7秒前
LLL发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
15秒前
十一发布了新的文献求助10
16秒前
高贵三颜发布了新的文献求助30
17秒前
会撒娇的半鬼完成签到,获得积分20
17秒前
sang发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
黎明发布了新的文献求助10
17秒前
清脆海雪完成签到 ,获得积分10
18秒前
漂亮焦关注了科研通微信公众号
19秒前
蓝色牛马发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
科研通AI6.4应助kb采纳,获得10
21秒前
jinjinjin发布了新的文献求助10
21秒前
ember6发布了新的文献求助10
22秒前
Lucas应助落后雁菱采纳,获得10
22秒前
22秒前
bububusbu发布了新的文献求助10
23秒前
不良人完成签到,获得积分10
23秒前
SciGPT应助梨花采纳,获得10
25秒前
多情嫣然发布了新的文献求助10
25秒前
无花果应助咿呀呀采纳,获得10
25秒前
星野发布了新的文献求助30
26秒前
迅速初柳发布了新的文献求助10
27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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 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 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 7321644
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937197
关于积分的说明 18947645
捐赠科研通 6979712
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214798
关于科研通互助平台的介绍 2382425
邀请新用户注册赠送积分活动 2194074