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Ultramicroporous hydrogen-bond decorated robust metal–organic framework for high xenon capture performances
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2022-11-17 , DOI: 10.1039/d2ta06863j Minjung Kang 1 , Jong Hyeak Choe 1 , Hyojin Kim 1 , Hongryeol Yun 1 , Dae Won Kim 1 , Chang Seop Hong 1
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2022-11-17 , DOI: 10.1039/d2ta06863j Minjung Kang 1 , Jong Hyeak Choe 1 , Hyojin Kim 1 , Hongryeol Yun 1 , Dae Won Kim 1 , Chang Seop Hong 1
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Despite efforts to isolate industrially valuable Xe (xenon) and Kr (krypton), porous materials that satisfy high selectivity and uptake and the proper structural integrity in wet environments remain underdeveloped. We report an ultramicroporous metal–organic framework (MOF), Ni(AIN)2 (HAIN = 3-aminoisonicotinic acid), which is favorable for the preferential adsorption of Xe. Notably, the amino groups form intra- and inter-net hydrogen bonds within the Ni(AIN)2 structure, imparting structural stability even under wet conditions. Henry's selectivity and the Xe uptake at 0.2 bar were respectively 23.19 and 57.33 cm3 g−1, falling into an ideal performance regime. Breakthrough experiments showed that under dry and humid conditions, the dynamic separation efficiency of Ni(AIN)2 was maintained without any structural collapse. Thus, we provide a feasible design strategy for MOF adsorbents to achieve the desired Xe uptake, Xe/Kr selectivity, and structural stability.
中文翻译：
超微孔氢键修饰坚固的金属有机骨架，具有高氙气捕获性能
尽管努力分离具有工业价值的 Xe（氙）和 Kr（氪），但满足高选择性和吸收以及在潮湿环境中具有适当结构完整性的多孔材料仍未得到充分开发。我们报告了一种超微孔金属有机骨架 (MOF)，Ni(AIN) 2（HAIN = 3-氨基异烟酸），有利于 Xe 的优先吸附。值得注意的是，氨基在Ni(AIN) 2结构内形成网内和网间氢键，即使在潮湿条件下也能提供结构稳定性。Henry 的选择性和 Xe 在 0.2 bar 的吸收分别为 23.19 和 57.33 cm 3 g −1，落入理想的性能状态。突破性实验表明，在干燥和潮湿条件下，Ni(AIN) 2的动态分离效率保持不变，没有任何结构坍塌。因此，我们为 MOF 吸附剂提供了一种可行的设计策略，以实现所需的 Xe 吸收、Xe/Kr 选择性和结构稳定性。
更新日期：2022-11-22
中文翻译：
超微孔氢键修饰坚固的金属有机骨架，具有高氙气捕获性能
尽管努力分离具有工业价值的 Xe（氙）和 Kr（氪），但满足高选择性和吸收以及在潮湿环境中具有适当结构完整性的多孔材料仍未得到充分开发。我们报告了一种超微孔金属有机骨架 (MOF)，Ni(AIN) 2（HAIN = 3-氨基异烟酸），有利于 Xe 的优先吸附。值得注意的是，氨基在Ni(AIN) 2结构内形成网内和网间氢键，即使在潮湿条件下也能提供结构稳定性。Henry 的选择性和 Xe 在 0.2 bar 的吸收分别为 23.19 和 57.33 cm 3 g −1，落入理想的性能状态。突破性实验表明，在干燥和潮湿条件下，Ni(AIN) 2的动态分离效率保持不变，没有任何结构坍塌。因此，我们为 MOF 吸附剂提供了一种可行的设计策略，以实现所需的 Xe 吸收、Xe/Kr 选择性和结构稳定性。
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