▲第一作者：MickaeleBonneau
通讯作者：SusumuKitagawa
通讯单位：日本京都大学
DOI:10./s---x
01背景介绍安全储存乙炔等易燃气体对于工业用途至关重要。然而，工业使用纯乙炔（K时PkPa）所需的狭窄压强（P）和温度范围，以及在高压强下的爆炸行为，使其储存和释放具有挑战性。柔性金属有机框架表现出门控吸附/解吸行为，其中客体的吸收和释放发生在阈值压力以上，通常伴随着框架变形，已显示出作为存储吸附剂的前景。
02本文亮点●本文通过用两个不同的官能团修饰配体并改变它们的比例来控制一系列锌基混合配体-连环金属有机框架的气体吸收和释放压力。●这会影响框架的变形能量，而变形能量反过来又会控制门控行为。●在K和实际压力范围（-kPa）下，该材料具有良好的乙炔储存性能，可用容量约为90v/v（总量的77%）。03图文解析多孔材料，尤其是金属有机骨架（MOF）或多孔配位聚合物，具有固有的空隙，允许储存和输送大量气体。与显示LangmuirI型等温线的刚性材料相比，柔性MOF（也称为软多孔晶体）具有有序网络和结构可转换性，当栅极压力在所需工作压力范围内时，产生S形等温线和更高的可用存储容量（图1）。作者使用了一种双连环结构作为软多孔晶体候选:[Zn2(bdc)2(4,4-bpy)]，其中bdc=1,4-苯二甲酸和4,4-bpy=4,4-联吡啶(Zn-CAT)，两个相同框架基序的相互位错可以引入乙炔，表现为sigmoidal吸附等温线。▲图1Zn-CAT-(X)n在MOF中的S形吸附等温线随客体压力和bdc-NO2/bdc/bdc-NH2连接体比例的变化。合成与表征在精确控制bdc/bdc-X比的情况下，合成了一系列由bdc和取代的bdc-X(X=NO2或NH2)配体组成的Zn-CAT衍生物(图2a-c)；这些[Zn2(bdc)2-a(bdc-X)a(bpy)]材料的最终连接体比(变化范围在0到2之间)经1HNMR证实，几乎与引入混合物的连接体比没有偏差(图2c)。▲图2Zn-CAT-(X)n衍生物作为软多孔晶体的候选。接下来，作者研究了Zn-CAT-(X)n系列的气体吸附性能。连接体混合物的比例对Pgo和Pgc压力的影响是通过在不同温度和压力下进行的单次气体吸附测量来确定(图3)。当使用Zn-CAT-(NH2)n时，当n从5增加到60%时，观察到Pgo从48变为83kPa（图3a）。相比之下，对于ZnCAT-(NO2)n，当n从5增加到%（从Pgo=31kPa变为Pgo=1kPa；图3b）时，闸门开启压力变低。Pgo随着bdc-NH2的加入量呈指数增加（图3c）；硝基对Pgo作为n函数的指数衰减有显著影响（图3d）。▲图3可调的乙炔吸收和释放吸附。最优条件通过结合各种表征技术和理论计算，作者使用氨基有效地调整Pgo和Pgc在不同温度下的实际使用(图4)。对Zn-CAT-(NH2)60在kPa和K下的最大释放气体66v/v和Zn-CAT-(NH2)进行了安全处理和使用压缩纯乙炔气体的最佳条件测试。在kpa和k下，允许77%的钢瓶含量释放(图4)。首先，当比较Zn-CAT-(NH2)的乙炔可用存储容量与其他MOF时，K下，该材料在kPa下提供了约90v/v的可用存储容量，在kPa下脱气，这是报告的MOF中最高的（图4c）。第二，Zn-CAT-(NH2)达到kPa时释放量的77%，这是一个重要的安全指标，因为未使用或截留的乙炔具有潜在危险（图4c）。第三，与传统沸石型吸附剂相比，可回收性试验没有显示出吸收或释放能力的任何变化，传统沸石型吸附剂在没有强烈加热再活化的情况下无法重复使用。作者还证明，与当前的溶剂压缩法相比：由于不存在可降解或污染的溶剂，因此乙炔纯度高（图4d）。▲图4Zn-CAT-(X)n用于乙炔储存的效率。原文链接：转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjszjzl/674.html
