Confined toluene within InOF-1: CO₂capture enhancement

Abstract

The confinement of small amounts of toluene demonstrated an enhanced CO2 capture for InOF-1 as a result of a bottleneck effect and synergistic interactions.

CO2 capture enhancement in MOFs via the confinement of molecules

“…Following the same methodology, a small amount of toluene (1.5 wt%) was confined in MFM-300(In). 69 Interestingly, a 1.38-fold increase of CO 2 capture was obtained in contrast to the fully activated material under kinetic conditions (from 1.19 mmol g −1 to 1.65 mmol g −1 ) (Fig. 11a).…”

“…Up to this point, we have only considered the influence of small polar molecules (water, alcohols and amines) on the CO 2 uptake and how these pre-confined guest molecules interact simultaneously with the pore wall and the CO 2 molecule, mainly by hydrogen bonding and other weak interactions leading to micro-pockets and bottleneck behaviours. 29,47,68 It is worth mentioning that not only these types of pre-confinement molecules can enhance the CO 2 capture performance, but also recent investigations have shown how non-polar molecules such as toluene, 69 benzene 70 and other slightly bigger molecules (ionic liquids and dyes), 71 and even corrosive gases such as SO 2 can improve CO 2 capture 72 via reduction of the cross-sectional surface area and pore volume leading to a better packing of CO 2 molecules into MOF channels.…”

MOFs impregnados con agua y otros disolventes para evaluar sus propiedades en la captura selectiva de gases de efecto invernadero y reacciones pseudo-multicomponentes

“…Hasta este punto, solo hemos considerado la influencia de pequeñas moléculas polares (agua, alcoholes y aminas) en la absorción de CO2 y cómo estas moléculas huésped preconfinadas interactúan simultáneamente con la pared del poro y la molécula de CO2, principalmente mediante enlaces de hidrógeno y otras interacciones débiles que conducen a micro-bolsillos y comportamientos de cuello de botella. [88,106,131] Vale la pena mencionar que no solo estos tipos de moléculas preconfinadas pueden mejorar el rendimiento de captura de CO2, sino que también investigaciones recientes han demostrado cómo moléculas no polares tales como tolueno, [132] benceno [133] y otras moléculas ligeramente más grandes (líquidos iónicos y colorantes), [134] e incluso los gases corrosivos como el SO2 pueden mejorar la captura de CO2 [135] mediante la reducción del área de la superficie de la sección transversal y el volumen de los poros, lo que conduce a un mejor empaque de las moléculas de CO2 en los canales de las MOF.…”

“…Siguiendo la misma metodología, se confinó una pequeña cantidad de tolueno (1.5% en peso) en MFM-300(In). [132] Curiosamente, se obtuvo un aumento de 1.38 veces en la captura de CO2 en contraste con el material completamente activado en condiciones cinéticas (de 1.19 mmol g −1 a 1.65 mmol g −1 ) (Fig. 19a).…”

“…El calor isostérico de adsorción (ΔHads = −25.1 kJ mol −1 ) sugirió una interacción más débil entre el benceno y el material MOF en comparación con el tolueno. [132] Figura 22. Comparación de los experimentos de adsorción dinámica de CO 2 realizados en InOF-1 (curva naranja) y Bz@InOF-1 (curva azul) a 298 K (a).…”