The first example of commensurate adsorption of atomic gas in a MOF and effective separation of xenon from other noble gases

氙气 微型多孔材料 吸附 惰性气体 吸附 选择性 化学 贵金属 分析化学(期刊) 物理化学 催化作用 金属 有机化学
作者
Hao Wang,Kexin Yao,Zhijuan Zhang,Jacek Jagiełło,Qihan Gong,Yu Han,Jing Li
出处
期刊:Chemical Science [Royal Society of Chemistry]
卷期号:5 (2): 620-624 被引量:225
标识
DOI:10.1039/c3sc52348a
摘要

In industry, cryogenic rectification for separating xenon from other noble gases such as krypton and argon is an energy and capital intensive process. Here we show that a microporous metal–organic framework, namely Co3(HCOO)6 is capable of effective capture and separation of xenon from other noble gases. Henry's constant, isosteric heat of adsorption (Qst), and IAST selectivity are calculated based on single component sorption isotherms. Having the highest Qst reported to date, Co3(HCOO)6 demonstrates high adsorption capacity for xenon and its IAST selectivity for Xe–Kr is the largest among all MOFs investigated to date. To mimic real world conditions, breakthrough experiments are conducted on Xe–Kr binary mixtures at room temperature and 1 atmosphere. The results are consistent with the calculated data. These findings show that Co3(HCOO)6 is a promising candidate for xenon capture and purification. Our gas adsorption measurements and molecular simulation study also reveal that the adsorption of xenon represents the first example of commensurate adsorption of atomic gases near ambient conditions.

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