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프로필렌/프로판 혼합물의 효과적인 분리는 석유화학 산업에서 가장 중요한 과정 중 하나입니다. 우연히도, 이 분리는 끓는 점, 동적 직경 및 분자량과 같은 물리화학적 특성에서 두 가스 간의 광범위한 유사성 때문에 어렵습니다. 흡착이나 막 분리와 같은 에너지 효율적인 프로세스로 전환하려는 움직임은 여러 미세 다공성 금속 유기 구조체를 유망한 소재로 부각시켰습니다. 본 연구에서는 Zr-fumarate-MOF(우이오-66의 소구멍 이소레티큘러 유사체인 MOF-801)에서 프로판 및 프로필렌 흡착에 대한 결합된 수치적 및 실험적 조사를 제시합니다. 여기서 우리는 구조 결함이 Zr-fumarate-MOF의 흡착 특성과 분리 성능을 완전히 변화시킬 수 있음을 보여주며, 체질 효과가 상실되고 프로판에 대한 선택성이 역전되며, C3 크기의 탄화수소에 대해 용량과 확산 속도가 향상됩니다. 혼합된 결함 슈퍼셀에 대해 수행된 광범위한 GCMC 시뮬레이션은 약 1/8의 결함 클러스터 비율이 실험 결과를 가장 잘 설명할 수 있음을 보여줍니다. 또한, 낮은 주파수의 포논 스펙트럼 분석을 통해 원래의 원상태 물질에서 가스 확산을 설명합니다. 마지막으로, 프로판에 대한 프로필렌의 열역학적 선호는 컬럼 브레이크스루 실험을 통해 확인되며, Zr-fumarate-MOF의 이 어려운 분리에 대한 잠재적 적용 가능성을 제안합니다.
Iacomi 외 (수요일) 이 질문을 연구했습니다.