journal article·2024-09

Thermal‐Conductive MOFs@BN Self‐Supporting Foams for Synchronously Boosting CO2 Adsorption/Desorption

Sheng Li, Xin Yu, Liming Liu, Liqin Zhou, Zhaowei Jia, Jianmin Chen, Zhongxing Zhao, Zhenxia Zhao

Advanced Functional Materials· Volume 34· Issue 36
Publisher page

Abstract

Abstract Synchronous boosting adsorption and desorption efficiency is a great challenge for CO2 adsorption capture, especially for metal–organic frameworks (MOFs) having high adsorption uptakes. Herein, a novel “self‐supporting foam” strategy is proposed to fabricate a thermally conductive MOFs@boron nitride nanosheets (BNNS) composite foam (MOFs@BNNS‐PEI) via polyethyleneimine (PEI) cross‐linkage. The “rebar” BNNS and the “aggregate” MOFs are packed against each other to form a self‐supporting structure, effectively reducing the reliance on polymers to maintain high MOFs loading. Furthermore, this approach enables the successful fabrication of three different types of typical MOFs, including HKUST‐1, MIL‐100(Fe), and ZIF‐8. This unique design maintains a high specific surface area (SSA) of the MOFs foam and generates nitrogen‐rich microporosity contributing to CO2 adsorption. Additionally, PEI serves as a thermal bridge to reduce the interfacial thermal resistance between BNNS and MOFs, accelerating the thermal desorption of CO2 within the MOFs foam. Benefiting from these advantages, the MOFs@BNNS‐PEI exhibits a higher CO2 adsorption capacity (1.35–1.42 times that of pure MOFs) and a significant increase in the desorption rate for CO2 (5.0–5.7 times that of pure MOFs). Thus, the thermally conductive MOFs foam can be a viable option for efficient CO2 capture in practical applications.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications · Carbon Dioxide Capture Technologies · Membrane Separation and Gas Transport

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Key Laboratory of New Low‐carbon Green Chemical Technology School of Chemistry and Chemical Engineering Guangxi University Nanning 530004 China

College of Food and Quality Engineering Nanning University Nanning 541699 China

Funding

National Natural Science Foundation of China

References (87)

Show source-provided references
1. 10.1021/acs.iecr.0c0452210.1021/acs.iecr.0c04522 ↗
2. 10.1016/j.cattod.2019.12.01610.1016/j.cattod.2019.12.016 ↗
3. 10.1021/acssuschemeng.0c0153010.1021/acssuschemeng.0c01530 ↗
4. 10.1002/adfm.20201004710.1002/adfm.202010047 ↗
5. 10.1016/j.jcou.2020.10129710.1016/j.jcou.2020.101297 ↗
6. 10.1039/C9ME00102F10.1039/C9ME00102F ↗
7. 10.1016/j.micromeso.2018.03.01210.1016/j.micromeso.2018.03.012 ↗
8. 10.1016/j.cej.2021.13042110.1016/j.cej.2021.130421 ↗
9. 10.1016/j.micromeso.2018.11.00110.1016/j.micromeso.2018.11.001 ↗
10. 10.1002/adfm.20221391510.1002/adfm.202213915 ↗
11. 10.1002/adma.20170289110.1002/adma.201702891 ↗
12. 10.1016/j.mattod.2021.01.01010.1016/j.mattod.2021.01.010 ↗
13. 10.1016/j.carbpol.2021.11837610.1016/j.carbpol.2021.118376 ↗
14. 10.1002/anie.20201235410.1002/anie.202012354 ↗
15. 10.1016/j.jhazmat.2022.12868410.1016/j.jhazmat.2022.128684 ↗
16. 10.1021/acsanm.8b0142810.1021/acsanm.8b01428 ↗
17. 10.1002/adsu.20200006010.1002/adsu.202000060 ↗
18. 10.1021/acsami.9b1253310.1021/acsami.9b12533 ↗
19. 10.1021/acs.jpcc.0c0059710.1021/acs.jpcc.0c00597 ↗
20. 10.1016/j.jmst.2022.04.01310.1016/j.jmst.2022.04.013 ↗
21. 10.1039/C6RA28124A10.1039/C6RA28124A ↗
22. 10.3390/ma1504135610.3390/ma15041356 ↗
23. 10.1002/adsu.20180008010.1002/adsu.201800080 ↗
24. 10.1016/j.micromeso.2019.04.00410.1016/j.micromeso.2019.04.004 ↗
25. 10.1016/j.compscitech.2014.02.00810.1016/j.compscitech.2014.02.008 ↗
26. 10.1021/acsomega.9b0007410.1021/acsomega.9b00074 ↗
27. 10.1016/j.cej.2018.05.19010.1016/j.cej.2018.05.190 ↗
28. 10.1039/D0TA09780B10.1039/D0TA09780B ↗
29. 10.1016/j.mattod.2021.08.00910.1016/j.mattod.2021.08.009 ↗
30. 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.04.01810.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.04.018 ↗
31. 10.1021/acsami.8b0954110.1021/acsami.8b09541 ↗
32. 10.1002/admi.20190078710.1002/admi.201900787 ↗
33. 10.1039/c3cc00136a10.1039/c3cc00136a ↗
34. 10.1016/j.ijhydene.2011.12.12910.1016/j.ijhydene.2011.12.129 ↗
35. 10.1002/adfm.20170145010.1002/adfm.201701450 ↗
36. 10.1021/acsami.8b2077510.1021/acsami.8b20775 ↗
37. 10.1039/C5NR07578E10.1039/C5NR07578E ↗
38. 10.1016/j.porgcoat.2020.10559110.1016/j.porgcoat.2020.105591 ↗
39. 10.1002/adfm.20210539510.1002/adfm.202105395 ↗
40. 10.1002/adfm.20210010610.1002/adfm.202100106 ↗
41. 10.1039/c1jm10342c10.1039/c1jm10342c ↗
42. 10.1007/s10570-019-02806-110.1007/s10570-019-02806-1 ↗
43. 10.1016/j.jssc.2018.11.02110.1016/j.jssc.2018.11.021 ↗
44. 10.1016/j.apsusc.2022.15372010.1016/j.apsusc.2022.153720 ↗
45. 10.1039/C7TA10898B10.1039/C7TA10898B ↗
46. 10.1039/C9NJ03632F10.1039/C9NJ03632F ↗
47. 10.1002/anie.20150191210.1002/anie.201501912 ↗
48. 10.1016/j.cej.2015.12.09910.1016/j.cej.2015.12.099 ↗
49. 10.1016/j.compositesb.2022.11035510.1016/j.compositesb.2022.110355 ↗
50. 10.1039/C7DT01614J10.1039/C7DT01614J ↗
51. 10.1039/C9CC09481D10.1039/C9CC09481D ↗
52. 10.1016/j.desal.2020.11452510.1016/j.desal.2020.114525 ↗
53. 10.1016/j.cej.2019.03.12910.1016/j.cej.2019.03.129 ↗
54. 10.1016/j.micromeso.2018.05.02710.1016/j.micromeso.2018.05.027 ↗
55. 10.1016/j.cej.2023.14279110.1016/j.cej.2023.142791 ↗
56. 10.1016/j.cej.2016.03.14110.1016/j.cej.2016.03.141 ↗
57. 10.1021/acsami.7b1772810.1021/acsami.7b17728 ↗
58. 10.1016/j.cej.2020.12476510.1016/j.cej.2020.124765 ↗
59. 10.1016/j.jece.2023.10969810.1016/j.jece.2023.109698 ↗
60. 10.1016/j.cej.2018.01.08710.1016/j.cej.2018.01.087 ↗
61. 10.1016/j.foodres.2022.11140610.1016/j.foodres.2022.111406 ↗
62. 10.1016/j.solmat.2010.02.00410.1016/j.solmat.2010.02.004 ↗
63. 10.1039/C6SC03704F10.1039/C6SC03704F ↗
64. 10.1016/j.compositesa.2022.10697010.1016/j.compositesa.2022.106970 ↗
65. 10.1002/pc.2791510.1002/pc.27915 ↗
66. 10.1016/j.jcou.2023.10260310.1016/j.jcou.2023.102603 ↗
67. 10.1021/am504742q10.1021/am504742q ↗
68. 10.1016/j.memsci.2020.11892310.1016/j.memsci.2020.118923 ↗
69. 10.1016/j.cej.2017.03.13110.1016/j.cej.2017.03.131 ↗
70. 10.1021/acsami.1c0663710.1021/acsami.1c06637 ↗
71. 10.1016/j.carbpol.2019.03.01110.1016/j.carbpol.2019.03.011 ↗
72. 10.1016/j.carbpol.2022.11972010.1016/j.carbpol.2022.119720 ↗
73. 10.1016/j.micromeso.2017.08.04310.1016/j.micromeso.2017.08.043 ↗
74. 10.1039/c0ee00442a10.1039/c0ee00442a ↗
75. 10.1016/j.indcrop.2016.04.04110.1016/j.indcrop.2016.04.041 ↗
76. 10.1016/j.micromeso.2013.05.02510.1016/j.micromeso.2013.05.025 ↗
77. 10.1016/j.cej.2018.10.12210.1016/j.cej.2018.10.122 ↗
78. 10.1021/acsami.2c1445310.1021/acsami.2c14453 ↗
79. 10.1016/j.mtcomm.2022.10491710.1016/j.mtcomm.2022.104917 ↗
80. 10.1002/adfm.20220414910.1002/adfm.202204149 ↗
81. 10.1016/j.cej.2020.12466610.1016/j.cej.2020.124666 ↗
82. 10.1016/j.micromeso.2019.03.00110.1016/j.micromeso.2019.03.001 ↗
83. 10.1002/adfm.20200890410.1002/adfm.202008904 ↗
84. 10.1038/s41467-020-17822-010.1038/s41467-020-17822-0 ↗
85. 10.1016/j.cej.2021.13147410.1016/j.cej.2021.131474 ↗
86. 10.1016/j.cej.2021.13434010.1016/j.cej.2021.134340 ↗
87. 10.1021/acsnano.8b0056610.1021/acsnano.8b00566 ↗