ZIF-8中依赖于晶面的水分子团簇实现了高效甲烷...科研示意图设计案例

研究内容摘要

在温和条件下实现固态甲烷（CH₄）的高体积存储容量仍然是车辆应用的一大挑战。尽管金属有机框架（MOFs）展现出优异的CH₄物理吸附动力学性能，但大多数MOFs在低于6.5 MPa的压力下仍无法达到美国能源部（DOE）设定的263 v/v的目标。本文提出了一种策略，通过调控MOF的暴露晶面来促进其表面笼形化合物的形成，从而实现MOF吸附和笼形CH₄存储的高效结合。我们发现，立方ZIF-8暴露的{100}晶面能够诱导极性水分子组装成结构化的簇，并进一步包裹CH₄分子，这归因于静电相互作用和范德华效应。最终，立方ZIF-8促进了暴露晶面上CH₄笼形化合物的大量生成，并维持了孔隙内对CH₄的物理吸附容量。在固定床系统中，预湿立方 ZIF-8 可以有效地储存 CH4 ，在 5 MPa 下记录的容量为 343 v/v，超过了美国能源部的目标。 本页依据已公开发表信息和站内作品图整理，展示论文题目、期刊和 DOI 等可公开信息，不展示客户姓名、未公开实验数据和未授权细节。

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