The binding nature of light hydrocarbons on Fe/MOF-74 for gas separation

文献情報

出版日 2013-10-04
DOI 10.1039/C3CP52980K
インパクトファクター 3.676
著者

Heejin Kim, Joonho Park


原文を見る

要旨

The application of a metal–organic framework (MOF) has expanded into the area of heterogeneous catalysis, gas storage and separation, drug delivery, and lightweight magnets. Herein, we investigate the nature of olefin and paraffin binding on Fe/MOF-74 and identify several factors that determine separation efficiency using the first-principles calculations. The calculated binding energies and magnetic orderings are in excellent agreement with those observed in experiments. While the olefin strongly interacts with Fe atoms through a well-known π-complexation, the HOMO − 1(2) of the paraffin weakly interacts with Fe atoms without back-donation, facilitating the olefin–paraffin separation primarily. However, the mutual gas–gas interactions and magnetic transitions of the MOF host also contribute significantly to the total binding energy of each gas molecule as much as 2–28% and 6–8%, respectively, emphasizing the necessity that these subtle effects must be handled carefully when considering selective binding with small energy differences. In particular, Fe/MOF-74 is shown to be a unique system where the guest-dependent magnetic transition observed only for the olefin adsorption is a secondary reason for the high olefin–paraffin adsorption selectivity measured. The understanding of the hydrocarbon binding energetics can provide a way to modify MOFs for enhanced separation/sorption properties that can be complemented by principles of kinetic separation.

関連文献

Reversible Cl/Cl− redox in a spinel Mn3O4 electrode

Sean K. Sandstrom, Qiuyao Li, Yiming Sui, Mason Lyons, Chun-Wai Chang, Rui Zhang, Heng Jiang, Mingliang Yu, David Hoang, William F. Stickle, Huolin L. Xin, Zhenxing Feng, Xiulei Ji

2023-10-24 Edge Article

DOI: 10.1039/D3SC04545E

Trialkylphosphonium oxoborates as C(sp3)–H oxyanion holes and their application in catalytic chemoselective acetalization

Vincent Ming-Yau Leung, Hong-Chai Fabio Wong, Chun-Man Pook, Ying-Lung Steve Tse, Ying-Yeung Yeung

2023-10-20 Edge Article

DOI: 10.1039/D3SC03081D

Designing drugs and chemical probes with the dualsteric approach

Jixiao He, Chengwei Wu, Mingyang Zhang

2023-11-22 Review Article

DOI: 10.1039/D3CS00650F

Virus-mimicking nanosystems: from design to biomedical applications

Hao-Yang Liu, Xiao Li, Zhi-Gang Wang

2023-11-06 Tutorial Review

DOI: 10.1039/D3CS00138E

Azaphosphinines and their derivatives

J. Nolan McNeill, Jeremy P. Bard, Darren W. Johnson, Michael M. Haley

2023-11-24 Review Article

DOI: 10.1039/D3CS00737E

Stereoselective RNA reaction with chiral 2′-OH acylating agents

Ryuta Shioi, Lu Xiao, Sayantan Chatterjee

2023-11-07 Edge Article

DOI: 10.1039/D3SC03067A

Bidirectional manipulation of iodine redox kinetics in aqueous Fe–I2 electrochemistry

Hong Zhang, Lin Fu, Wenli Zhang, Yupeng Yuan

2023-10-20 Edge Article

DOI: 10.1039/D3SC04853E

Back cover

2023-11-15 Cover

DOI: 10.1039/D3SC90225K

Contents list

2023-11-13 Front/Back Matter

DOI: 10.1039/D3CS90090H

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

カルボニル基が付いた5-氰基-1-{[(2-メチル-2-プロpanyl)オキシ]カーボンイル}1H-吲哚-2-イリド-2-ボリン酸はどのように保存すればよいですか?

カルボニル基が付いた5-氰基-1-{[(2-メチル-2-プロpanyl)オキシ]カーボンイル}1H-吲哚-2-イリド-2-ボリン酸は、直射日光を避けて室温(15...

475102-15-9(5-Cyano-1-{[(2-meth...
化合物よくある質問

tert-ブチル2-クロロメチルピリジン-3-基炭酸エステルの市場動向や研究トレンドはどうですか?

この化合物は合成化学分野において、特にピリジン化合物の合成や改良に用いられます。最近の研究では、ピリジン化合物の新規合成法や特性の改良が注目されています。市場動...

1203498-98-9tert-Butyl 2-chloro-...
化合物よくある質問

聚二季戊四醇六丙烯酸酯はどの業界で使用されていますか?

聚二季戊四醇六丙烯酸酯は、医薬品、ポリマー、センサー、半導体などの業界で広く使用されています。特にポリマー業界では硬化剤として、医薬分野では医療機器の製造に使用...

29570-58-93-(Acryloyloxy)-2-({...
化合物よくある質問

1-氯-5-硝基异喹啉の市場動向や研究トレンドはどうですか?

1-氯-5-硝基异喹啉は、薬理学や合成化学の研究分野で注目されています。市場動向としては、その生物学的な活性や合成可能性を評価する研究が増えています。また、代替...

58142-97-51-Chloro-5-nitroisoq...
化合物よくある質問

2-チロール-5-メチルスルフェニル-3-trifルオルメチルベンゼンはどのように合成されますか?

2-チロール-5-メチルスルフェニル-3-trifルオルメチルベンゼンは、トリフルオロメチル化反応と硫化反応を経て合成されます。通常、トリフルオロメチル化剤と硫...

957066-04-51-Chloro-4-(methylsu...
化合物よくある質問

p-トールイルマグネシウムブロミドの物理化学的性質は何ですか?

p-トールイルマグネシウムブロミドのCAS番号は4294-57-9です。この化合物は白色の結晶性粉末で、分子量は204.32です。溶剤中で良好に溶解しますが、水...

4294-57-9p-Tolylmagnesium bro...
化合物よくある質問

1-(5-甲基-2-硫化素基)プロパン-1-酮の市場動向や研究トレンドはどうですか?

1-(5-甲基-2-硫化素基)プロパン-1-酮の市場動向は、化学産業全体の需要に影響を受けますが、最近では pharmaceutical 分野での応用が注目され...

59303-13-81-(5-Methyl-2-thieny...
化合物よくある質問

十一碳烯酰甘氨酸を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

十一碳烯酰甘氨酸は吸入や皮膚から吸収されることがあり、取り扱う際には防塵マスクと手袋を使用してください。ドラフトチャンバーを用いて漏洩を処理し、適切なSDS(S...

54301-26-7N-10-Undecenoylglyci...
化合物よくある質問

1H,1H-全氟-3,6-二氧杂葵-1-醇を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

この化合物は吸入や皮膚吸収による毒性があるため、防塵マスク、ゴーグル、防護手袋を使用する必要があります。ドラフトチャンバーでの操作が必要です。漏洩時には即座に換...

152914-73-32,2-Difluoro-2-[1,1,...
化合物よくある質問

3-(4-(フルオロメチルオキシ)フェニル)-1,2,4-オキサジアゾール-5-カルボハイドライドは安全ですか?

安全性は化合物の使用方法によります。直接的な毒性は報告されていませんが、吸入や皮膚接触には注意が必要です。適切な防護服を着用し、換気を図ることを推奨します。

883028-82-83-(4-(Trifluorometho...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。