Tailoring molecular diffusion in core‐shell zeolite imidazolate framework composites realizes efficient kinetic separation of xylene isomers

沸石咪唑盐骨架 扩散 选择性 分子动力学 化学工程 材料科学 化学物理 相(物质) 化学 吸附 计算化学 物理化学 金属有机骨架 热力学 有机化学 催化作用 物理 工程类
作者
Linghe Yang,Guangtong Hai,Ying Liu,Fang Zheng,Fuxing Shen,Lihang Chen,Baojian Liu,Zhiguo Zhang,Qiwei Yang,Qilong Ren,Yong Luo,Zongbi Bao
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202420953
摘要

The separation of xylene isomers is a critical and energy‐intensive process in the petrochemical industry, primarily due to their closely similar molecular structures and boiling points. In this work, we report the synthesis and application of a novel core‐shell zeolitic imidazolate framework (ZIF) composite, ZIF‐65@ZIF‐67, designed to significantly enhance the kinetic separation of xylene isomers through a synergistic "shell‐gated diffusion and core‐facilitated transport" strategy. The external ZIF‐67 shell selectively restricts the diffusion of larger isomers (MX and OX), while the internal ZIF‐65 core accelerates the diffusion of PX, thereby amplifying the diffusion differences among the isomers. This architecture yields remarkable improvements in both selectivity and diffusion rates, as demonstrated by vapor‐phase adsorption studies and molecular dynamics simulations. The ZIF‐65@ZIF‐67 composite exhibits up to 12.5 times higher PX/OX selectivity in liquid‐phase adsorption and 3.4 times higher dynamic selectivity in fixed‐column breakthrough experiments compared to the individual ZIF components. Theoretical simulations further corroborate the heterogeneous diffusion control mechanism, revealing the time‐dependent diffusion regulation within the core‐shell architecture. This work underscores the great potential of core‐shell MOF composites in optimizing molecular sieving processes for industrially significant separations and highlights a new route for enhancing kinetic separation efficiency in complex multicomponent systems.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
深情安青应助keke采纳,获得10
刚刚
科研通AI5应助火星上香菇采纳,获得10
刚刚
YY土豆侠发布了新的文献求助10
1秒前
852应助咿呀采纳,获得10
1秒前
myy发布了新的文献求助10
2秒前
dd应助感性的芹菜采纳,获得10
3秒前
4秒前
7秒前
桐桐应助哒哒采纳,获得10
7秒前
Rachel发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
黎日新完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
研友_LOokQL发布了新的文献求助10
11秒前
慕青应助文车采纳,获得10
12秒前
ysh发布了新的文献求助10
13秒前
研友_VZGvVn发布了新的文献求助10
13秒前
星辰大海应助mm采纳,获得10
13秒前
13秒前
15秒前
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
研友_VZGvVn完成签到,获得积分10
17秒前
咿呀发布了新的文献求助10
18秒前
fff完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
爱笑的眼睛完成签到,获得积分10
19秒前
搞怪远侵完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
失眠毛衣完成签到,获得积分10
21秒前
Dionysus发布了新的文献求助20
21秒前
ysh发布了新的文献求助30
22秒前
酷波er应助xiang采纳,获得10
22秒前
胡思乱想完成签到,获得积分10
23秒前
swimming完成签到 ,获得积分10
23秒前
小娇完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
不想干活应助Cyril采纳,获得10
25秒前
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Materials Selection in Mechanical Design 1000
Voyage au bout de la révolution: de Pékin à Sochaux 700
First Farmers: The Origins of Agricultural Societies, 2nd Edition 500
Simulation of High-NA EUV Lithography 400
Metals, Minerals, and Society 400
International socialism & Australian labour : the Left in Australia, 1919-1939 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4308618
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3830383
关于积分的说明 11985622
捐赠科研通 3470830
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1903178
邀请新用户注册赠送积分活动 950472
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 852417