Other terephthalate-based materials

Other terephthalate-based materials have been extensively investigated with regard to their CO2 capture properties. For example, room temperature CO2 adsorption has been reported in a series of isoreticular frameworks including [Zn4O(bdc)3] (MOF-5, bdc2! = 1,4-benzenedicarboxylate) and [Zn4O(NH2bdc)3] (NH2bdc2! = 2-amino-1,4-benzenedicarboxylate).[88] Notably, the isotherms exhibited an interesting S-shaped profile in which the presence of inflection points indicated electrostatic interactions between the CO2 molecules themselves, which dominate as the pressure increases. Measurements on the adsorption kinetics for CO2 in [Zn4O(bdc)3] [88,90, 91] showed that the activation energy for diffusion is directly proportional to the ratio of the kinetic diameter of the diffusing molecule to the pore opening of the structure (as is the case for zeolites). Based on this rationale, frameworks with smaller pores possess a higher barrier to diffusion.[90] A molecular sieving effect can be exploited for the separation of gas mixtures in cases where the pore sizes are sufficiently small, and are in the range of the kinetic diameters of the adsorbates. For example, the frameworks [Zn4O(fma)3] (fma = fumarate)[92] and [Sc2(bdc)3] [93] possess smaller pores than those in the aforementioned structures such as [Zn4O- (bdc)3] which lie in the range required for industrially important gas separations (Table 1).[92] The slow kinetics associated with diffusion through small pores, however, could be problematic for separation materials which are designed solely on the basis of kinetic size considerations. In addition to such kinetic size effects, favorable electrostatic interactions between CO2 and the framework also provide enhanced capture, as in the case of [Al(OH)(ndc)] (ndc2! = 1,4-napthalenedicarboxylate).[94] Gas uptake measurements revealed that while CO2 (kinetic diameter 3.3 #) is excluded from entering the 3.0 # diameter pores, favorable interactions between the hydroxy groups of the framework protruding toward the 7.7 # diameter channels give rise to preferential CO2 adsorption over N2 (by a factor of ca. 10). The selective capture of CO2 from CO2/CH4 mixtures can be achieved by exploiting the favorable interactions between the framework and the quadrupole moment of CO2 (13.4 ! 10!40 Cm2 , compared with CH4 which is non-polar). For [Zn2(bpdc)2(dpni)] (dpni = N,N’-di(4-pyridyl)-1,4,5,8-naphthalenetetracarboxydiimide, bpdc2! = biphenyl-4,4’-dicarboxylate),[95, 96] a CO2/CH4 selectivity of ca. 30 was calculated using the ideal adsorbed solution theory (IAST). While the majority of adsorption studies have reported selectivities based on single component adsorption isotherms, IAST serves as the benchmark for the simulation and computational analysis of binary mixture adsorption from the experimental isotherms. [97] Zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) constitute a subclass of metal–organic frameworks that can adopt zeolite structure types based on the replacement of: 1) tetrahedral Si4+ and Al3+ ions with tetrahedral transition metal ions such as Zn2+ or Co2+ and 2) bridging O2! ions with bridging imidazolate-based ligands. A recent extensive review article[98] has highlighted the exceptional selective CO2 capture and storage properties of ZIFs. [99–101] High-throughput synthetic methods have been utilized with great utility to produce

Kết quả (Việt) 1:

Các tài liệu khác terephthalate dựa trên đã được nghiên cứu rộng rãi đối với tài sản của họ nắm bắt CO2. Ví dụ, nhiệt độ phòng CO2 hấp phụ đã được báo cáo trong một loạt các isoreticular khuôn khổ bao gồm [Zn4O (bdc) 3] (MOF-5, bdc2! = 1,4-benzenedicarboxylate) và [Zn4O (NH2bdc) 3] (NH2bdc2! = 2-amino-1,4-benzenedicarboxylate). [88] đáng chú ý là, các isotherms trưng bày một hồ sơ hình chữ S thú vị trong đó sự hiện diện của biến tố điểm chỉ định tĩnh điện tương tác giữa các phân tử khí CO 2 bản thân, mà thống trị khi áp lực tăng. Đo đạc về động học hấp phụ cho CO2 trong [Zn4O (bdc) 3] [88,90, 91] chỉ ra rằng năng lượng kích hoạt cho phổ biến là tỷ lệ thuận với tỷ lệ đường kính động của các phân tử khuếch tán đến các lỗ chân lông mở của cấu trúc (như là trường hợp cho zeolit). Dựa trên lý do này, các khuôn khổ với lỗ chân lông nhỏ hơn có một hàng rào cao để phổ biến. [90] một hiệu ứng sieving phân tử có thể được khai thác cho việc tách khí hỗn hợp trong trường hợp các kích thước lỗ chân lông đủ nhỏ, và trong phạm vi đường kính động lực của các adsorbates. Ví dụ, các khuôn khổ [Zn4O (fma) 3] (fma = fumarat) [92] và [Sc2 (bdc) 3] [93] có lỗ chân lông nhỏ hơn so với những người trong các cấu trúc nói trên như [Zn4O - (bdc) 3] mà nằm trong phạm vi cần thiết cho quan trọng trong công nghiệp khí tách (bảng 1). [92] động học chậm kết hợp với khuếch tán thông qua các lỗ chân lông nhỏ, Tuy nhiên, có thể là vấn đề vật liệu tách được thiết kế chỉ duy nhất trên cơ sở xem xét động kích thước. Ngoài tác dụng động kích thước như vậy, thuận lợi tĩnh điện tương tác giữa khí CO 2 và khuôn khổ cũng cung cấp tăng cường chụp, như trong trường hợp của [Al(OH)(ndc)] (ndc2! = 1,4-napthalenedicarboxylate). [94] khí hấp thụ đo đạc tiết lộ rằng trong khi CO2 (động đường kính 3.3 #) loại trừ vào 3.0 # đường kính lỗ chân lông, thuận lợi tương tác giữa các nhóm hydroxy của khuôn khổ nhô ra về hướng 7.7 # đường kính kênh cho tăng đến ưu đãi CO2 hấp phụ trên N2 (bởi một nhân tố của ca. 10). Chọn lọc chiếm CO2 từ khí CO 2/CH4 hỗn hợp có thể đạt được bằng cách khai thác sự tương tác thuận lợi giữa khuôn khổ và những khoảnh khắc quadrupole của CO2 (13.4! 10! 40 Cm2, so với CH4 là không phân cực). Cho [Zn2(bpdc)2(dpni)] (dpni = N, N'-di(4-pyridyl) - 1,4,5,8 - naphthalenetetracarboxydiimide, bpdc2! = nhiễm-4, 4'-dicarboxylate), [95, 96] một chọn lọc CO2/CH4 của ca. 30 đã được tính toán bằng cách sử dụng lý thuyết giải pháp lý tưởng adsorbed (qua). Trong khi phần lớn các nghiên cứu hấp phụ đã báo cáo selectivities dựa trên thành phần duy nhất hấp phụ isotherms, qua phục vụ như là điểm chuẩn cho mô phỏng và phân tích tính toán nhị phân hỗn hợp hấp phụ từ thử nghiệm isotherms. [97] zeolitic imidazolate khung (ZIFs) tạo thành một phân lớp của khuôn khổ hữu cơ-kim loại mà có thể áp dụng zeolit cấu trúc loại dựa trên thay thế: ion Si4 + và Al3 + 1) tứ diện với các ion kim loại chuyển tiếp tứ diện như Zn2 + hoặc Co2 + và 2) chuyển tiếp O2! Các ion với chuyển tiếp dựa trên imidazolate ligand. Một bài báo rộng rãi đánh giá gần đây [98] đã nêu bật các đặc biệt chọn lọc CO2 chụp và lưu trữ tài sản của ZIFs. [99-101] Cao thông qua phương pháp tổng hợp đã được sử dụng với các tiện ích tuyệt vời để sản xuất

Kết quả (Việt) 2:

Vật liệu terephthalate khác dựa trên đã được nghiên cứu rộng rãi liên quan đến tài sản thu giữ CO2 của họ với. Ví dụ, hấp phụ CO2 nhiệt độ phòng đã được báo cáo trong một loạt các khung isoreticular bao gồm [Zn4O (BDC) 3] (MOF-5, bdc2! = 1,4-benzenedicarboxylate) và [Zn4O (NH2bdc) 3] (NH2bdc2! = 2-amino-1,4-benzenedicarboxylate). [88] Đáng chú ý, các isotherms trưng bày một hồ sơ hình chữ S thú vị, trong đó có sự hiện diện của các điểm uốn cho thấy tương tác tĩnh điện giữa các phân tử CO2 mình, mà thống trị như tăng áp lực. Đo động học hấp phụ CO2 trong [Zn4O (BDC) 3] [88,90, 91] đã cho thấy rằng năng lượng kích hoạt cho sự khuếch tán là tỷ lệ thuận với tỉ số đường kính động học của phân tử khuếch tán để mở lỗ chân lông của cấu trúc (như trường hợp đối với zeolit). Dựa vào lý do này, các khuôn khổ với lỗ chân lông nhỏ hơn có một hàng rào cao hơn để khuếch tán. [90] Một tác dụng sàng phân tử có thể được khai thác để tách hỗn hợp khí trong trường hợp các kích thước lỗ chân lông là đủ nhỏ, và nằm trong phạm vi của động đường kính của adsorbates. Ví dụ, các khuôn khổ [Zn4O (FMA) 3] (FMA = fumarate) [92] và [SC2 (BDC) 3] [93] có lỗ chân lông nhỏ hơn so với những người trong các cấu trúc nói trên như [Zn4O- (BDC) 3] mà nằm trong phạm vi cần thiết cho sự phân ly khí công nghiệp quan trọng (Bảng 1). [92] Động học chậm kết hợp với khuếch tán qua lỗ chân lông nhỏ, tuy nhiên, có thể là vấn đề đối với vật liệu tách biệt được thiết kế hoàn toàn trên cơ sở cân nhắc kích thước động học. Ngoài tác dụng như kích thước động, tương tác tĩnh điện thuận lợi giữa CO2 và khuôn khổ cũng cung cấp chụp nâng cao, như trong trường hợp của [Al (OH) (NDC)] (ndc2 = 1,4-napthalenedicarboxylate!). [94] Gas đo sự hấp thu tiết lộ rằng trong khi CO2 (đường kính động học 3.3 #) được loại trừ từ nhập 3,0 # đường kính lỗ chân lông, tương tác thuận lợi giữa các nhóm hydroxy của khung nhô ra về phía 7.7 # kênh đường kính làm tăng ưu đãi hấp phụ CO2 hơn N2 (do một yếu tố của ca. 10). Quá trình chụp ảnh chọn lọc CO2 từ CO2 / CH4 hỗn hợp có thể đạt được bằng cách khai thác sự tương tác thuận lợi giữa các khuôn khổ và thời điểm tứ cực của CO2 (13,4! 10! 40 cm2, so với CH4 là không phân cực). Đối với [Zn2 (bpdc) 2 (dpni)] (dpni = N, N'-di (4-pyridyl) -1,4,5,8-naphthalenetetracarboxydiimide, bpdc2! = Biphenyl-4,4'-dicarboxylate), [ 95, 96] một CO2 / CH4 chọn lọc của ca. 30 đã được tính toán bằng cách sử dụng lý thuyết giải pháp hấp phụ lý tưởng (IAST). Trong khi phần lớn các nghiên cứu hấp phụ đã báo cáo selectivities dựa trên đơn isotherms phần hấp phụ, IAST phục vụ như là điểm chuẩn cho các mô phỏng và phân tích tính toán nhị phân hỗn hợp hấp phụ từ isotherms nghiệm. [97] khung imidazolate zeolitic (ZIF) tạo thành một lớp con của khung kim loại hữu cơ có thể áp dụng kiểu cấu trúc zeolit ​​dựa trên việc thay thế: 1) tứ diện Si4 + và Al3 + ion với chuyển tiếp tứ diện các ion kim loại như Zn2 + hoặc Co2 + và 2) bắc cầu O2! ion với cầu nối ligand imidazolate dựa trên. Một đánh giá bài viết sâu rộng gần đây [98] đã nêu bật chụp và lưu trữ CO2 tính chọn lọc đặc biệt của ZIF. [99-101] cao thông lượng tổng hợp các phương pháp đã được sử dụng với các tiện ích tuyệt vời để sản xuất