脱塩のための高度に浸透性のある金属有機フレームワークMOF-303膜

科学分野:

• 材料科学
• 化学工学
• 環境科学

背景:

• 先進的な膜材料は 効率的な水処理と浄化に不可欠です
• メタル・オーガニック・フレームワーク (MOF) は,多様な化学的およびトポロジカルな性質を有し,膜アプリケーションに有望である.
• 既存の膜は,しばしば水浸透性とイオン拒絶のバランスをとる上で制限に直面します.

研究 の 目的:

• 継続的なアルミニウムMOF-303膜を水軟化のために開発し評価する.
• MOF-303膜のイオン排斥と水浸透性を調査する.
• MOF-303膜の安定性と費用対効果を,実用的な用途で評価する.

主な方法:

• in situ 水熱合成を用いたα-Al2O3基板の連続アルミニウムMOF-303膜の製造
• 二価イオン排斥 (MgCl2,Na2SO4) と水浸透性を含む膜性能の特徴.
• 膜の安定性と製造コストの評価

主要な成果:

• MOF-303膜は,サイズシューティングと静電排斥により,二価イオン (93.5% MgCl2,96.0% Na2SO4) の高い排斥率を達成した.
• 従来の膜を上回る3.0L·m−2·h−1·bar−1·μmの空前の水浸透性が記録された.
• 膜は安定性があり,低コストで生産できる可能性があることが示されました.

結論:

• アルミニウムMOF-303膜は,高いイオン選択性と透かし性によって特徴づけられる,水の軟化のための優れた性能を示しています.
• 達成された性能は,ジルコニウムMOF,ゼオライト,および商用ポリマー膜の性能を大幅に上回ります.
• MOF-303は水処理における次世代の膜技術に適しています