A Diaminopropane-Appended Metal–Organic Framework Enabling Efficient CO<sub>2</sub> Capture from Coal Flue Gas via a Mixed Adsorption Mechanism
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
A new diamine-functionalized metal–organic framework comprised of 2,2-dimethyl-1,3-diaminopropane (dmpn) appended to the Mg 2+ sites lining the channels of Mg 2 (dobpdc) (dobpdc 4– = 4,4′-dioxidobiphenyl-3,3′-dicarboxylate) is characterized for the removal of CO 2 from the flue gas emissions of coal-fired power plants. Unique to members of this promising class of adsorbents, dmpn–Mg 2 (dobpdc) displays facile step-shaped adsorption of CO 2 from coal flue gas at 40 °C and near complete CO 2 desorption upon heating to 100 °C, enabling a high CO 2 working capacity (2.42 mmol/g, 9.1 wt %) with a modest 60 °C temperature swing. Evaluation of the thermodynamic parameters of adsorption for dmpn–Mg 2 (dobpdc) suggests that the narrow temperature swing of its CO 2 adsorption steps is due to the high magnitude of its differential enthalpy of adsorption (Δ h ads = −73 ± 1 kJ/mol), with a larger than expected entropic penalty for CO 2 adsorption (Δ s ads = −204 ± 4 J/mol·K) positioning the step in the optimal range for carbon capture from coal flue gas. In addition, thermogravimetric analysis and breakthrough experiments indicate that, in contrast to many adsorbents, dmpn–Mg 2 (dobpdc) captures CO 2 effectively in the presence of water and can be subjected to 1000 humid adsorption/desorption cycles with minimal degradation. Solid-state 13 C NMR spectra and single-crystal X-ray diffraction structures of the Zn analogue reveal that this material adsorbs CO 2 via formation of both ammonium carbamates and carbamic acid pairs, the latter of which are crystallographically verified for the first time in a porous material. Taken together, these properties render dmpn–Mg 2 (dobpdc) one of the most promising adsorbents for carbon capture applications.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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