Som lovande koldioxid (CO₂ ) adsorbenter, metall-organiska ramverk (MOF) har väckt stor uppmärksamhet inom området för avskiljning och lagring av koldioxid (CCS).

Förutom adsorptionsegenskapen är energiprestandan relaterad till regenereringsprocessen också en avgörande faktor vid screening efter lämpliga MOF-adsorbenter.

Nyligen föreslog ett forskarlag under ledning av professor Shi Quan från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), i samarbete med prof. Han Wei från Hong Kong University of Science and Technology, en experimentell strategi för att undersöka energiprestanda hos MOF-adsorbenter för CO₂ fångas i process swing adsorption (TSA).

Denna studie publicerades i Chemical Engineering Journal den 10 april.

Strategin bygger på kombinationen av kalorimetri och termisk analysmetod. Forskarna utvärderade fem välkarakteriserade isomorfa zirkoniumbaserade MOF med denna strategi.

De analyserade CO₂ adsorptions- och desorptionsprocess med användning av ett termogravimetriskt analysinstrument med ett temperaturstegsprogram, och bestämde desorptionstemperaturerna för dessa MOF. CO₂ upptagnings- och desorptionsvärme för dessa MOF erhölls från allmänna isotermiska adsorptionsmätningar.

Ännu viktigare, den specifika värmekapaciteten hos dessa MOF mättes med en avslappningskalorimeter, och deras känsliga värmevärden i temperatursvängningsområdet beräknades därefter.

"Energiegenskaperna som är involverade i TSA-processen, inklusive regenereringsenergin, CO₂ arbetskapaciteten och motsvarande parasitiska energi utvärderades effektivt och tillförlitligt, säger professor Shi.

Resultaten indikerade att den känsliga värmen för att värma upp adsorbenterna från adsorptionstemperatur till desorptionstemperatur dominerade regenereringsenergin, och den parasitära energin var omvänt proportionell mot arbetskapaciteten.

Den föreslagna strategin innehåller få antaganden och har tillräcklig upplösning för att urskilja små skillnader i energieffektivitetsrelaterade egenskaper hos MOF:er med liknande strukturer och/eller sammansättningar.

"Denna nya strategi kan ge en genomförbar och effektiv experimentell metod för att studera och utvärdera potentialen hos adsorbenter för CO₂ fånga", sa Prof. Shi.

"Detta arbete kan vara en bra referens för MOF-adsorbenttestning av metrologiutveckling," kommenterade en av granskarna. + Utforska vidare

Forskare föreslår ny metod för elektrokatalytisk hydrogenering av acetylen till eten under rumstemperatur