分离膜. 分离膜. 金属有机框架空洞纤维膜的界面微流体处理
Andrew J Brown1, Nicholas A Brunelli2, Kiwon Eum3
1School of Chemistry and Biochemistry, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, USA.
Science (New York, N.Y.)
|July 5, 2014
概括
我们开发了一种可扩展的方法,用于在空心纤维中制造金属有机框架 (MOF) 膜,以实现高效的化学分离. 这个过程可以精确控制膜形成,克服MOF膜技术中的一个关键障碍.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 金属有机框架 (MOF) 膜为节能化学分离提供了希望.
- 对于MOF膜来说,可扩展和具有成本效益的制造方法仍然是一个重大挑战.
- 现有的方法往往缺乏精确控制膜形成和集成到实用的模块.
研究的目的:
- 开发一种可扩展和多用途的制造工艺,用于在聚合物空心纤维中分子选MOF膜.
- 为了证明对MOF膜形成 (内部表面,外部表面或散装) 的精确位置控制.
- 在连续流系统中,将膜制造与透测试整合在一起.
主要方法:
- 采用双溶剂界面方法,在空洞纤维中控制MOF膜形成.
- 在制造过程中采用微流体技术来补充和回收反应剂.
- 集成了一个现场模块,用于同时制造膜和进行气体透分析.
- 制造的连续ZIF-8 (地质化伊米达酸框架-8) 膜在聚胺-伊米德的空心纤维.
主要成果:
- 成功制造了单个和多个空心纤维的连续分子选ZIF-8膜.
- 获得的高分离因子:H2 / C3H8的370和C3H6 / C3H8.8的12个.
- 在ZIF-8膜形成上表现出精确的位置控制.
- 描述了膜缺陷和光圈绕行对分离性能的影响.
结论:
- 开发的方法提供了一个可扩展和具有成本效益的途径,用于生产空心纤维格式的MOF膜.
- 精确控制膜形成和融合,使高性能气体分离成为可能.
- 这种方法解决了MOF膜在节能分离中的工业应用的关键瓶.
