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本研究報道了一種基于鋁的雙壁金屬有機框架（MOF），名為ZJU-520(Al)，具有大微孔比表面積2235 m2g–1，孔徑分布在9.26–12.99 ?范圍內(nèi)，以及出色的化學穩(wěn)定性。與使用鋅和鈷合成的雙壁MOF相比，鋁是一種低毒性且在自然界中豐富的元素。因此，ZJU-520(Al)是一種具有高微孔特異性表面積的雙壁Al基MOF，是一種更好的策略，用于包括苯在內(nèi)的揮發(fā)性有機化合物（VOCs）的微量吸附。
ZJU-520(Al)由AlO6簇的螺旋鏈和4,6-Di(4-carboxyphenyl)pyrimidine配體組成。在298 K和P/P0 = 0.01的條件下，ZJU-520(Al)對微量苯的吸附量高達5.98 mmol g–1，并且能夠從苯和環(huán)己烷的混合蒸汽中有效分離微量苯，表明它是一種潛在的微量苯吸附/分離吸附劑。
此外，本研究還探討了ZJU-520(Al)的晶體結(jié)構(gòu)、比表面積和穩(wěn)定性、靜態(tài)和動態(tài)吸附性能以及吸附機制。通過Grand Canonical Monte Carlo（GCMC）模擬，揭示了苯分子在ZJU-520(Al)上的吸附位點。ZJU-520(Al)不僅在微量苯吸附方面表現(xiàn)出色，而且在苯/環(huán)己烷分離方面也顯示出優(yōu)異的性能。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)新型低毒性和高效率的VOCs吸附材料提供了重要的科學依據(jù)。
圖1：展示了ZJU-520(Al)的晶體結(jié)構(gòu)，包括由AlO6簇和H2DBP配體構(gòu)成的雙壁結(jié)構(gòu)和兩種微孔道（命名為A和B）。
圖2：展示了ZJU-520(Al)的比表面積和穩(wěn)定性測試結(jié)果，包括N2吸附-脫附等溫線、高分辨率透射電子顯微鏡圖像、熱重分析曲線和X射線粉末衍射圖譜。
圖3：展示了ZJU-520(Al)在298 K下對BTEX和環(huán)己烷的靜態(tài)吸附等溫線。
圖4：展示了ZJU-520(Al)在不同溫度下的苯吸附等溫線、循環(huán)吸附實驗結(jié)果以及等溫線吸附熱。
圖5：展示了ZJU-520(Al)上苯分子的吸附機制，包括不同P/P0比下的電勢場圖、主客體相互作用和客體-客體相互作用。
圖6：展示了ZJU-520(Al)對苯和環(huán)己烷的動態(tài)吸附實驗結(jié)果，包括物理性質(zhì)對比、分離突破曲線、循環(huán)分離實驗以及與環(huán)己烷和苯的相互作用。
ZJU-520(Al)作為一種新型的雙壁Al基金屬有機框架材料，其具有的高比表面積、優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和微量苯吸附能力使其成為一種極具潛力的吸附劑。
該材料不僅能夠有效吸附微量苯，還能在苯和環(huán)己烷的混合蒸汽中實現(xiàn)有效分離，這對于工業(yè)生產(chǎn)如尼龍制造等領(lǐng)域具有重要意義。此外，ZJU-520(Al)在循環(huán)使用中的穩(wěn)定性和再生能力也為其在實際應(yīng)用中的長期運行提供了可能。
未來的研究可以進一步探索該材料在其他揮發(fā)性有機化合物吸附和分離方面的應(yīng)用潛力，以及如何通過材料改性進一步提高其性能。
標題：Double-walled Al-based MOF with large microporous specific surface area for trace benzene adsorption
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