Onderzoekers hebben een technologie ontwikkeld om het adsorptiegedrag van moleculen in elke afzonderlijke porie van een metaalorganisch raamwerk (MOF) te analyseren. Dit systeem heeft grote specifieke oppervlakten, waardoor realtime observatie van het adsorptieproces van een MOF mogelijk is, een nieuw materiaal dat effectief is voor het sorteren van kooldioxide, waterstof, en methaan.

Nauwkeurige metingen en beoordelingen van gasadsorptie-isothermen zijn belangrijk voor het karakteriseren van poreuze materialen en het ontwikkelen van hun toepassingen. De bestaande technologie is alleen in staat om de hoeveelheid gasmoleculen te meten die aan het materiaal is geadsorbeerd, zonder het adsorptiegedrag direct te observeren.

Het onderzoeksteam onder leiding van professor Jeung Ku Kang van de Graduate School of Energy, Omgeving, Water and Sustainability (EEWS) schreef een realtime gasadsorptiekristallografiesysteem voor door integratie van een bestaand röntgendiffractie (XRD) meetapparaat dat structurele informatie kan leveren en een gasadsorptiemeetapparaat.

specifiek, het systeem maakte de observatie mogelijk van een mesoporeuze MOF die meerdere poriën heeft in plaats van een enkele poriestructuur. Het onderzoeksteam categoriseerde het adsorptiegedrag van MOF-moleculen op porietype, gevolgd door waarnemingen en metingen, resulterend in de identificatie van een stapsgewijs adsorptieproces dat voorheen niet te analyseren was.

Verder, het team analyseerde systematisch en kwantitatief hoe de poriestructuur en het type adsorptiemolecuul het adsorptiegedrag beïnvloeden om te suggereren welk type MOF-structuur geschikt is als opslagmateriaal voor elk type adsorptiegedrag.

Professor Kang zei:"We hebben elk poriemolecuul in realtime kwantitatief geanalyseerd om de effecten van chemische en structurele eigenschappen van poriën op het adsorptiegedrag te identificeren." Hij ging verder, "Door het realtime adsorptiegedrag van moleculen te begrijpen op het niveau van de poriën die het materiaal vormen, in plaats van het hele materiaal, we zullen deze technologie kunnen toepassen om een ​​nieuw opslagmateriaal met hoge capaciteit te ontwikkelen."