OXYGEN-SELECTIVE ADSORPTION FROM AIR WITH A METAL-ORGANIC FRAMEWORK FEATURING OPEN COPPER SITES

Metal organic framework compositions and methods for O2 gas separations from ambient air and Ar gas stream purifications are provided. The metal-organic framework has the formula of CuX-MFU-4l, where X = 2.2-2.7 and MFU = Metal-Organic Framework Ulm #4, large with optimized performance for Cu2.7-MFU-4l, (Cu2.7Zn2.3H0.4Cl0.9(btdd)3). The frameworks adsorb O2 from ambient air in the presence of water with both excellent cyclability and rapid adsorption and desorption kinetics. Differences in the kinetics of O2 and N2 desorption following adsorption allow for isolation of high-purity O2 following desorption, offering high-purity O2 without costly, multi-step separations. The framework Cu2.7-MFU-4l is further able to remove both N2 and O2 impurities from Ar streams. L'invention propose des compositions de structure organométallique et des procédés pour des séparations de gaz O2 à partir d'air ambiant et des purifications de flux de gaz Ar. La structure organométallique présente la formule CuX-MFU-4l, où X = 2,2-2,7 et MFU = structure organométallique Ulm n° 4, grande avec une performance optimisée pour Cu2,7-MFU-4l, (Cu2,7Zn2,3H0,4Cl0,9(btdd)3). Les structures adsorbent de l'O2 à partir de l'air ambiant en présence d'eau avec à la fois une excellente cyclabilité et une cinétique d'adsorption et de désorption rapide. Les différences de la cinétique de désorption après adsorption de l'O2 et du N2 permettent l'isolement d'O2 de haute pureté après désorption, offrant de l'O2 de haute pureté sans séparations coûteuses à étapes multiples. La structure Cu2,7-MFU-4l est en outre capable d'éliminer à la fois les impuretés de N2 et d'O2 des flux Ar.