Cooperative carbon capture and steam regeneration with tetraamine-appended metal-organic frameworks.
Cooperative carbon capture and steam regeneration with tetraamine-appended metal-organic frameworks.
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DOI：
10.1126/science.abb3976
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发表时间：
2020-07-24
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Long JR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim EJ;Siegelman RL;Jiang HZH;Forse AC;Lee JH;Martell JD;Milner PJ;Falkowski JM;Neaton JB;Reimer JA;Weston SC;Long JR
天然气已成为美国的主要电力来源，能够有效去除天然气发电厂排放的二氧化碳的技术可以降低其排放强度。然而，考虑到烟道流中CO2的低分压，CO2的分离特别具有挑战性。从二胺附加的金属有机框架的晶体结构表现出两步合作CO2吸附的灵感，我们报告了一个强大的四胺官能化的框架，保留协同性，导致在捕获CO2的极端条件下的潜力异常的效率相关的天然气烟道排放。四胺的有序多金属配位赋予材料在模拟潮湿烟道气的吸附-解吸循环中具有非凡的稳定性，并且能够使用低温蒸汽代替昂贵的压力或温度波动进行再生。合作CO2吸附在具有挑战性的条件下，连同蒸汽再生，实现使用四胺官能化的金属有机框架，使新的CO2捕获过程。
Natural gas has become the dominant source of electricity in the United States, and technologies capable of efficiently removing CO2 from natural gas-fired power plants emissions could reduce their emission intensity. However, given the low partial pressure of CO2 in the flue stream, separation of CO2 is particularly challenging. Taking inspiration from the crystal structures of diamine-appended metal–organic frameworks exhibiting two-step cooperative CO2 adsorption, we report a family of robust tetraamine-functionalized frameworks that retain cooperativity, leading to the potential for exceptional efficiency in capturing CO2 under the extreme conditions relevant to natural gas flue emissions. The ordered, multimetal coordination of the tetraamines impart the materials with extraordinary stability to adsorption-desorption cycling with simulated humid flue gas and enable regeneration using low-temperature steam in lieu of costly pressure or temperature swings. Cooperative CO2 adsorption under challenging conditions, together with steam regeneration, is achieved using tetraamine-functionalized metal–organic frameworks enabling novel CO2 capture processes.
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