Noncryogenic Air Separation Using Aluminum Formate Al(HCOO)3 (ALF)

化学 吸附 空气分离 吸附 动力学 氧气 选择性 分析化学(期刊) 化学工程 无机化学 催化作用 物理化学 有机化学 量子力学 物理 工程类
作者
Dinesh Mullangi,Hayden A. Evans,Taner Yildirim,Yuxiang Wang,Zeyu Deng,Zhaoqiang Zhang,Thuc Mai,Fengxia Wei,John Wang,Angela R. Hight Walker,Craig M. Brown,Dan Zhao,Pieremanuele Canepa,Anthony K. Cheetham
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (17): 9850-9856 被引量:11
标识
DOI:10.1021/jacs.3c02100
摘要

Separating oxygen from air to create oxygen-enriched gas streams is a process that is significant in both industrial and medical fields. However, the prominent technologies for creating oxygen-enriched gas streams are both energy and infrastructure intensive as they use cryogenic temperatures or materials that adsorb N2 from air. The latter method is less efficient than the methods that adsorb O2 directly. Herein, we show, via a combination of gas adsorption isotherms, gas breakthrough experiments, neutron and synchrotron X-ray powder diffraction, Raman spectroscopy, and computational studies, that the metal-organic framework, Al(HCOO)3 (ALF), which is easily prepared at low cost from commodity chemicals, exhibits substantial O2 adsorption and excellent time-dependent O2/N2 selectivity in a range of 50-125 near dry ice/solvent (≈190 K) temperatures. The effective O2 adsorption with ALF at ≈190 K and ≈0.21 bar (the partial pressure of O2 in air) is ≈1.7 mmol/g, and at ice/salt temperatures (≈250 K), it is ≈0.3 mmol/g. Though the kinetics for full adsorption of O2 near 190 K are slower than at temperatures nearer 250 K, the kinetics for initial O2 adsorption are fast, suggesting that O2 separation using ALF with rapid temperature swings at ambient pressures is a potentially viable choice for low-cost air separation applications. We also present synthetic strategies for improving the kinetics of this family of compounds, namely, via Al/Fe solid solutions. To the best of our knowledge, ALF has the highest O2/N2 sorption selectivity among MOF adsorbents without open metal sites as verified by co-adsorption experiments..
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
横陈驳回了gjww应助
1秒前
cfer完成签到,获得积分10
1秒前
它山凡溪寺完成签到 ,获得积分10
2秒前
科目三应助123采纳,获得10
3秒前
脑洞疼应助淡然语山采纳,获得10
4秒前
5秒前
梨树多喝发布了新的文献求助10
8秒前
丁晓格完成签到 ,获得积分10
9秒前
嚣张小张发布了新的文献求助10
9秒前
Chasing完成签到 ,获得积分10
17秒前
19秒前
123完成签到,获得积分20
20秒前
mkbk完成签到,获得积分10
23秒前
123发布了新的文献求助10
27秒前
阿大呆呆应助ye采纳,获得30
28秒前
许问完成签到 ,获得积分10
29秒前
深情安青应助苹果采纳,获得10
33秒前
34秒前
34秒前
等等完成签到 ,获得积分10
41秒前
毛英俊完成签到,获得积分10
41秒前
吴糖完成签到,获得积分10
44秒前
薛定谔的猫完成签到,获得积分10
44秒前
46秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
46秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
46秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得20
46秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
46秒前
46秒前
皮卡皮卡丘完成签到,获得积分10
49秒前
52秒前
53秒前
研友_VZG7GZ应助MESSI10采纳,获得10
56秒前
认真代曼发布了新的文献求助10
58秒前
苹果发布了新的文献求助10
59秒前
1分钟前
1分钟前
某人金发布了新的文献求助10
1分钟前
KKK完成签到 ,获得积分10
1分钟前
伟大的鲁路皇完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
The three stars each: the Astrolabes and related texts 1100
Sport in der Antike 800
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Psychological Warfare Operations at Lower Echelons in the Eighth Army, July 1952 – July 1953 400
宋、元、明、清时期“把/将”字句研究 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 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 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2432512
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2115188
关于积分的说明 5365040
捐赠科研通 1843201
什么是DOI,文献DOI怎么找? 917295
版权声明 561559
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 490692