气体吸附等温线的准确测量和解析对表征多孔材料和开发相应应用具有重要意义。这些等温线虽然提供了材料内总的气体吸收的信息，但不能直接提供吸附物在每个单独孔中的吸附行为这一关键信息，特别是在孔类型多样的多孔材料中。有鉴于此，韩国科学技术院Osamu Terasaki，加州大学伯克利分校Omar M. Yaghi，以及武汉大学邓鹤翔等团队研究了如何准确地将气体吸附等温线分解为对应不同孔隙类型的多个子等温线。具体来说，实验采用两种MOFs PCN-224和ZIF-412（分别包含两种和三种不同类型的孔隙），结合气体吸附实验和原位X射线衍射，生成了单一类型孔隙的等温线。这种等温线分解方法提供了有关每个类型孔隙的气体吸收容量、表面积和可及孔隙体积的信息，以及孔隙几何形状对不同吸附物在孔隙内的吸收和分布的影响。
图1：Ar在PCN-224单一类型孔中的吸附行为。
图2：Ar在ZIF-412单一类型孔中的吸附行为。
图3：将MOFs的Ar吸附等温线分解为不同孔隙对应的子等温线。
图4：不同吸附物在MOFs单孔中的吸附行为。
图5：不同吸附物的吸附行为与孔隙几何形状的关系。
Hae Sung Cho, Jingjing Yang, Xuan Gong, Yue-Biao Zhang, Koichi Momma, Bert M. Weckhuysen, Hexiang Deng, Jeung Ku Kang, Omar M. Yaghi & Osamu Terasaki. Isotherms of individual pores by gas adsorption crystallography. Nature Chemistry, 2019.
DOI: 10.1038/s41557-019-0257-2
https://www.nature.com/articles/s41557-019-0257-2#article-info