JW
Jia‐Xin Wang
Author with expertise in Crystallization Processes and Control
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
7
(0% Open Access)
Cited by:
515
h-index:
17
/
i10-index:
23
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

A Chemically Stable Hofmann‐Type Metal−Organic Framework with Sandwich‐Like Binding Sites for Benchmark Acetylene Capture

Jiyan Pei et al.May 11, 2020
The realization of porous materials for highly selective separation of acetylene (C2 H2 ) from various other gases (e.g., carbon dioxide and ethylene) by adsorption is of prime importance but challenging in the petrochemical industry. Herein, a chemically stable Hofmann-type metal-organic framework (MOF), Co(pyz)[Ni(CN)4 ] (termed as ZJU-74a), that features sandwich-like binding sites for benchmark C2 H2 capture and separation is reported. Gas sorption isotherms reveal that ZJU-74a exhibits by far the record C2 H2 capture capacity (49 cm3 g-1 at 0.01 bar and 296 K) and thus ultrahigh selectivity for C2 H2 /CO2 (36.5), C2 H2 /C2 H4 (24.2), and C2 H2 /CH4 (1312.9) separation at ambient conditions, respectively, of which the C2 H2 /CO2 selectivity is the highest among all the robust MOFs reported so far. Theoretical calculations indicate that the oppositely adjacent nickel(II) centers together with cyanide groups from different layers in ZJU-74a can construct a sandwich-type adsorption site to offer dually strong and cooperative interactions for the C2 H2 molecule, thus leading to its ultrahigh C2 H2 capture capacity and selectivities. The exceptional separation performance of ZJU-74a is confirmed by both simulated and experimental breakthrough curves for 50/50 (v/v) C2 H2 /CO2 , 1/99 C2 H2 /C2 H4 , and 50/50 C2 H2 /CH4 mixtures under ambient conditions.
0

Selective Ethane/Ethylene Separation in a Robust Microporous Hydrogen-Bonded Organic Framework

Xu Zhang et al.Dec 14, 2019
The separation of ethane (C2H6) from ethylene (C2H4) is of prime importance in the production of polymer-grade C2H4 for industrial manufacturing. It is very challenging and still remains unexploited to fully realize efficient C2H6/C2H4 separation in the emerging hydrogen-bonded organic frameworks (HOFs) due to the weak nature of hydrogen bonds. We herein report the benchmark example of a novel ultrarobust HOF adsorbent (termed as HOF-76a) with a Brunauer–Emmett–Teller surface area exceeding 1100 m2 g–1, exhibiting the preferential binding of C2H6 over C2H4 and thus highly selective separation of C2H6/C2H4. Theoretical calculations indicate the key role of the nonpolar surface and the suitable triangular channel-like pores in HOF-76a to sterically "match" better with the nonplanar C2H6 molecule than the planar C2H4, thus affording overall stronger multipoint van der Waals interactions with C2H6. The exceptional separation performance of HOF-76a for C2H6/C2H4 separation was clearly demonstrated by gas adsorption isotherms, ideal adsorbed solution theory calculations, and simulated and experimental breakthrough curves. Breakthrough experiments on HOF-76a reveal that polymer-grade ethylene gas can be straightforwardly produced from 50/50 (v/v) C2H6/C2H4 mixtures during the first adsorption cycle with a high productivity of 7.2 L/kg at 298 K and 1.01 bar and 18.8 L/kg at 298 K and 5.0 bar, respectively.
0

Effect of Temperature on l-Pyroglutamic Acid Solubility in Organic Solvents: Experimental, Molecular Dynamics Simulation, and Thermodynamic Analysis

Jia‐Xin Wang et al.Aug 9, 2024
The solubility of l-PGA in 12 monosolvents was determined by the gravimetric method at temperatures ranging from 283.15 to 328.15 K under atmospheric pressure (101.2 kPa). The solubility values in all of the solvents are positively correlated with the temperature. At 298.15 K, the order of l-PGA solubility was methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, isobutanol, n-butanol, 1,4-dioxane, acetone, 2-butanone, acetonitrile, methyl acetate, and ethyl acetate. The largest solubility is in methanol (5.895 × 10–1 at 323.15 K), and the smallest value is observed in ethyl acetate (0.671 × 10–3 at 283.15 K). Molecular modeling including the Hirshfeld surface (HS) analysis and molecular electrostatic potential surface (MEPS) was employed to understand internal interactions. Radial distribution function (RDF) analyses indicated a strong correlation between the rank of solute–solvent interactions and the solubility order of l-PGA in the solvents. Additionally, the solubility data were fitted using the modified Apelblat equation, λh equation, NRTL model, and Margules model. The results indicated that the modified Apelblat equation was the most suitable for correlating l-PGA's solubility. In addition, the NRTL model, known for its high accuracy, was employed to analyze the dissolution thermodynamic characteristics of l-PGA in the selected solvents. The analysis revealed that the dissolution and mixing processes were both spontaneous and entropy-driven.