一氧化碳(CO)分离依靠化学吸附,但存在解吸困难以及开放金属位点对O2、H2O等不稳定的问题。
在这里,中山大学Jie-Peng Zhang 展示了具有隐藏或屏蔽配位位点的准开放金属位点作为一种有前途的解决方案。
文章要点
1)多孔框架中的Cu(i)离子具有三角配位几何形状(sp2),对非目标客体表现出较弱的物理吸附。框架柔性的合理调控使得几何结构转变为四面体几何结构(sp3),产生用于化学吸附CO的第四个配位位点。
2)在环境条件下的定量突破性实验表明,CO吸收量高达4.1 mmol g−1,CO选择性高达347CO2、CH4、O2、N2和H2。该吸附剂可在333~373 K温度下完全再生,回收纯度>99.99%的CO,并且在高浓度O2和H2O中分离性能稳定。尽管CO泄漏浓度通常遵循结构转变压力,但在单次吸附过程中可以产生大量(>3 mmol g−1)超高纯度(99.9999999%,9N;CO浓度<十亿分之一)气体,这表明这种方法对于分离应用的有用性。
参考文献
Zhang, XW., Wang, C., Mo, ZW. et al. Quasi-open Cu(I) sites for efficient CO separation with high O2/H2O tolerance. Nat. Mater. (2023).
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01729-4