Realtidsanalyse af MOF-adsorptionsadfærd

Forskere har udviklet en teknologi til at analysere adsorptionsadfærden af ​​molekyler i hver enkelt pore i en metalorganisk ramme (MOF). Dette system har store specifikke overfladearealer, giver mulighed for realtidsobservation af adsorptionsprocessen for en MOF, et nyt materiale effektivt til at sortere kuldioxid, brint, og metan.

Nøjagtige målinger og vurderinger af gasadsorptionsisotermer er vigtige for at karakterisere porøse materialer og udvikle deres anvendelser. Den eksisterende teknologi er kun i stand til at måle mængden af ​​gasmolekyler adsorberet til materialet, uden direkte at observere adsorptionsadfærden.

Forskerholdet ledet af professor Jeung Ku Kang fra Graduate School of Energy, Miljø, Vand og bæredygtighed (EEWS) foreskrev et gasadsorptionskrystallografisystem i realtid ved at integrere en eksisterende røntgendiffraktion (XRD) måleenhed, der kan give strukturel information og en gasadsorptionsmåleanordning.

Specifikt, systemet tillod observation af en mesoporøs MOF, der har flere porer i stedet for en enkelt porestruktur. Forskerholdet kategoriserede MOF-molekylers adsorptionsadfærd efter poretype, efterfulgt af observationer og målinger, resulterer i identifikation af en trinvis adsorptionsproces, som tidligere ikke var mulig at analysere.

Yderligere, holdet analyserede systematisk og kvantitativt, hvordan porestrukturen og typen af ​​adsorptionsmolekyle påvirker adsorptionsadfærden for at foreslå, hvilken type MOF-struktur der er passende som opbevaringsmateriale for hver type adsorptionsadfærd.

Professor Kang sagde, "Vi har kvantitativt analyseret hvert poremolekyle i realtid for at identificere virkningerne af kemiske og strukturelle egenskaber af porer på adsorptionsadfærd." Han fortsatte, "Ved at forstå adsorptionsadfærden af ​​molekyler i realtid på niveauet af porerne, der danner materialet, frem for hele materialet, vi vil være i stand til at anvende denne teknologi til at udvikle et nyt lagermateriale med høj kapacitet."