Synthesis of Low-cost Quaternary Ammonium Porous Materials and Their Ammonia Adsorption Performance

doi:10.7503/cjcu20230438

Abstract

Abstract:

Ammonia（NH₃） is a primary source of haze pollution， and developing NH₃ adsorbent materials with high-efficiency is an effective way to address this problem. In this work， 4，4′-dipyridyl， α，α′-dibromo-p-xylene and 1，2，4，5-tetrakis（bromomethyl）benzene were selected as the building units， via a catalyst-free and mild in situ quaternarization reaction， resulting in PAF-C1 and PAF-C2 with abundant Lewis acid active sites synthesized. Benefiting from the presence of Lewis acid active sites in the skeleton， both PAF-C1 and PAF-C2 exhibited excellent NH₃ adsorption performance. Compared to PAF-C1， PAF-C2 possessed more Lewis acid sites， thus exhibited superior adsorption capacity with an NH₃ adsorption capacity of 5.5 mmol/g at 298 K and 1×10⁵ Pa. Additionally， the synthetic conditions（including temperature， solvent and gas atmosphere）， the amounts of monomers and synthetic methods were explored， respectively. The results showed that all the materials obtained under different reaction conditions maintained good NH₃ adsorption activities， suggesting the potential for industrial-scale production of highly efficient NH₃ adsorption materials.

Key words: Porous material, Quaternarization reaction, Lewis acid site, Mechanical ball milling, Ammonia adsorption

CLC Number:

O611

TrendMD:

YANG Yuting, CONG Mingxiao, JING Xiaofei, LIU Jia. Synthesis of Low-cost Quaternary Ammonium Porous Materials and Their Ammonia Adsorption Performance[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(1): 20230438.

Figures/Tables 5

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Sample	Solvent	Sample	Solvent
PAF⁃C2⁃1	MeOH	PAF⁃C2⁃5	EtOH
PAF⁃C2⁃2	THF	PAF⁃C2⁃6	DMK
PAF⁃C2⁃3	DCM	PAF⁃C2⁃7	DMF
PAF⁃C2⁃4	TCM	PAF⁃C2⁃8	DCE

Sample	Solvent	Sample	Solvent
PAF⁃C2⁃1	MeOH	PAF⁃C2⁃5	EtOH
PAF⁃C2⁃2	THF	PAF⁃C2⁃6	DMK
PAF⁃C2⁃3	DCM	PAF⁃C2⁃7	DMF
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