。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证未通过同行评审获得证明)是作者/资助者,他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。它是此预印本的版权持有人(该版本发布于2024年7月22日。; https://doi.org/10.1101/2024.06.28.601275 doi:biorxiv Preprint
摘要 本研究旨在通过高压吸附研究、吸附等温线模型拟合和优先吸附位点和结合能的 DFT 研究,深入了解氢气和二氧化碳在沸石咪唑酯骨架 ZIF-8 中的吸附。ZIF 系列金属有机骨架的稳健性引起了人们对其在气体存储和分离大规模应用中的实用性的兴趣。我们使用 DMF 作为溶剂在室温下合成 ZIF-8,并将其与典型的溶剂热合成进行了对比。使用 XRD、SEM、TG-DSC 和 N 2 吸附等温线对所得材料进行表征。对活化材料进行高压体积吸附,以分析分别高达 50 和 40 bar 的氢气和二氧化碳存储容量。 ZIF-8 在 50 bar 和 77 K 下显示最大 H 2 存储容量为 3.13 wt%,在 40 bar 和 300 K 下显示最大 CO 2 存储容量为 46 wt%。根据平衡吸附数据估算了 Unilan 吸附等温线的参数,并计算了 H 2 和 CO 2 在 ZIF-8 上的等量吸附热。使用 DFT 计算获得 H 2 和 CO 2 的优先吸附位点。根据 DFT 计算出在最优先位点的 H 2 和 CO 2 的吸附焓值分别为 -7.08 和 -25.98 kJ/mol。我们发现在 77 K 时氢的等量吸附热 (-4.68 kJ/mol) 与来自 DFT 的氢吸附焓 (-6.04 kJ/mol) 非常接近。