Molecular Template-Directed Synthesis of Microporous Polymer Networks for Highly Selective CO2 Capture
Source abstract
Abstract
Porous polymer networks have great potential in various applications including carbon capture. However, complex monomers and/or expensive catalysts are commonly used for their synthesis, which makes the process complicated, costly, and hard to scale up. Herein, we develop a molecular template strategy to fabricate new porous polymer networks by a simple nucleophilic substitution reaction of two low-cost monomers (i.e., chloromethylbenzene and ethylene diamine). The polymerization reactions can take place under mild conditions in the absence of any catalysts. The resultant materials are interconnected with secondary amines and show well-defined micropores due to the structure-directing role of solvent molecules. These properties make our materials highly efficient for selective CO2 capture, and unusually high CO2/N2 and CO2/CH4 selectivities are obtained. Furthermore, the adsorbents can be completely regenerated under mild conditions. Our materials may provide promising candidates for selective capture of CO2 from mixtures such as flue gas and natural gas.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Covalent Organic Framework Applications · Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications · Carbon Dioxide Capture Technologies
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, College of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 210009, China
Funding
Ministry of Education of the People's Republic of China · Ministry of Science and Technology of the People's Republic of China · Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions · Distinguished Youth Foundation of Jiangsu Province
References (67)
Show source-provided references
1. Haszeldine R. S. · Science · 2009 · 325 · 164710.1126/science.1172246 ↗
2. MacDowell N. · Energy Environ. Sci. · 2010 · 3 · 164510.1039/c004106h ↗
3. Sumida K. · Chem. Rev. · 2012 · 112 · 72410.1021/cr2003272 ↗
4. Li J.-R. · Chem. Rev. · 2012 · 112 · 86910.1021/cr200190s ↗
5. Morris R. E. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 496610.1002/anie.200703934 ↗
6. D’Alessandro D. M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 49 · 605810.1002/anie.201000431 ↗
7. Li J.-R. · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 153810.1038/ncomms2552 ↗
8. Lu W. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2012 · 51 · 748010.1002/anie.201202176 ↗
9. Shao X. · AlChE J. · 2011 · 57 · 304210.1002/aic.12515 ↗
10. Ben T. · Energy Environ. Sci. · 2012 · 5 · 837010.1039/c2ee21935b ↗
11. Hao G.-P. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1137810.1021/ja203857g ↗
12. Reich T. E. · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 1352410.1039/c2jm31123b ↗
13. Lu W. · Energy Environ. Sci. · 2013 · 6 · 355910.1039/c3ee42226g ↗
14. Filburn T. · Ind. Eng. Chem. Res. · 2005 · 44 · 154210.1021/ie0495527 ↗
15. Nugent P. · Nature · 2013 · 495 · 8010.1038/nature11893 ↗
16. Hou C. · Microporous Mesoporous Mater. · 2013 · 172 · 6110.1016/j.micromeso.2013.01.020 ↗
17. McDonald T. M. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 705610.1021/ja300034j ↗
18. Burd S. D. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 366310.1021/ja211340t ↗
19. Si X. · Energy Environ. Sci. · 2011 · 4 · 452210.1039/c1ee01380g ↗
20. Mason J. A. · Energy Environ. Sci. · 2011 · 4 · 303010.1039/c1ee01720a ↗
21. Keskin S. · ChemSusChem · 2010 · 3 · 87910.1002/cssc.201000114 ↗
22. Krungleviciute V. · AlChE J. · 2008 · 54 · 91810.1002/aic.11422 ↗
23. Yang Q. · AlChE J. · 2007 · 53 · 283210.1002/aic.11298 ↗
24. Couck S. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 632610.1021/ja900555r ↗
25. Long J. R. · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 121310.1039/b903811f ↗
26. Furukawa H. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 887510.1021/ja9015765 ↗
27. Martin C. F. · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 547510.1039/c0jm03534c ↗
28. Jiang J.-X. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 857410.1002/anie.200701595 ↗
29. Weber J. · Macromol. Rapid Commun. · 2007 · 28 · 187110.1002/marc.200700346 ↗
30. Liebl M. R. · Chem. Mater. · 2013 · 25 · 97010.1021/cm4000894 ↗
31. Ben T. · Energy Environ. Sci. · 2011 · 4 · 399110.1039/c1ee01222c ↗
32. Rabbani M. G. · Chem. Mater. · 2011 · 23 · 165010.1021/cm200411p ↗
33. Peng X. · AlChE J. · 2013 · 59 · 292810.1002/aic.14046 ↗
34. Xu C. · J. Mater. Chem. A · 2013 · 1 · 340610.1039/c3ta01160g ↗
35. Zhao H. · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 278010.1039/c3cc38474h ↗
36. Thomas A. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 49 · 832810.1002/anie.201000167 ↗
37. Qian H. · Polymer · 2013 · 54 · 55710.1016/j.polymer.2012.12.005 ↗
38. Ben T. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2009 · 48 · 945710.1002/anie.200904637 ↗
39. Stavitski E. · Langmuir · 2011 · 27 · 397010.1021/la1045207 ↗
40. Lu W. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1812610.1021/ja2087773 ↗
41. Hao G.-P. · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 85310.1002/adma.200903765 ↗
42. Monazam E. R. · AlChE J. · 2013 · 59 · 92310.1002/aic.13870 ↗
43. Lu W. · J. Phys. Chem. C · 2013 · 117 · 405710.1021/jp311512q ↗
44. Zhu Y. · Chem. Mater. · 2013 · 25 · 163010.1021/cm400019f ↗
45. Wang H.-B. · ACS Macro Lett. · 2012 · 1 · 94410.1021/mz3002935 ↗
46. Schwab M. G. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 721610.1021/ja902116f ↗
47. Monazam E. R. · AlChE J. · 2011 · 57 · 315310.1002/aic.12516 ↗
48. Liu Y. · Environ. Sci. Technol. · 2011 · 45 · 571010.1021/es200619j ↗
49. Liu L. · Polymer · 2013 · 54 · 59610.1016/j.polymer.2012.12.015 ↗
50. Neti V. S. P. K. · Polym. Chem. · 2013 · 4 · 456610.1039/c3py00798g ↗
51. Choi H. J. · Org. Lett. · 2002 · 4 · 79510.1021/ol017294t ↗
52. Rowsell J. L. C. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 130410.1021/ja056639q ↗
53. Jiang W.-J. · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 813710.1021/ja4030269 ↗
54. Myers A. · AlChE J. · 1965 · 11 · 12110.1002/aic.690110125 ↗
55. Reichardt C. · Chem. Rev. · 1994 · 94 · 231910.1021/cr00032a005 ↗
56. Totten R. K. · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 1172010.1021/ja405495u ↗
57. Weber J. · Langmuir · 2010 · 26 · 1565010.1021/la1028806 ↗
58. Xu Q. · J. Membr. Sci. · 2012 · 415 · 43510.1016/j.memsci.2012.05.031 ↗
59. Huang F. L. · Express Polymer Lett. · 2010 · 4 · 55110.3144/expresspolymlett.2010.69 ↗
60. Dawson R. · Chem. Sci. · 2011 · 2 · 117310.1039/c1sc00100k ↗
61. Mohanty P. · Nat. Commun. · 2011 · 2 · 40110.1038/ncomms1405 ↗
62. Lu W. · Chem. Mater. · 2010 · 22 · 596410.1021/cm1021068 ↗
63. Herm Z. R. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 566410.1021/ja111411q ↗
64. Cavenati S. · J. Chem. Eng. Data · 2004 · 49 · 109510.1021/je0498917 ↗
65. Saleh M. · Environ. Sci. Technol. · 2013 · 47 · 546710.1021/es3052922 ↗
66. Huang Y. · J. Appl. Polym. Sci. · 2013 · 128 · 325610.1002/app.38391 ↗
67. Zhu Q. · Sci. Chin. Chem. · 2010 · 53 · 258710.1007/s11426-010-4007-y ↗