膜. 膜. 这些膜. 金属有机框架纳米板作为分子选膜的构建块
Yuan Peng1, Yanshuo Li2, Yujie Ban1
1State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, 457 Zhongshan Road, Dalian 116023, China. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China.
Science (New York, N.Y.)
|December 16, 2014
概括
研究人员从剥落的金属有机框架纳米板制造了超薄的分子膜. 这些膜表现出高气透性和选择性,克服了材料完整性的先前挑战.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 分层金属有机框架 (MOFs) 提供了为分子选创建薄晶状板的潜力.
- 在保持其结构和形态完整性的同时,除这些MOF存在挑战.
- 开发有效的分子膜对于气体分离技术至关重要.
研究的目的:
- 制备1纳米厚的纳米板从层层的MOF,具有较大的侧面面积和高结晶度.
- 为了利用这些纳米片作为构建超薄分子膜的基石.
- 研究这些新型膜的气体透率和选择性,特别是对于气 (H2).
主要方法:
- 层层的金属有机框架的剥离,以获得1纳米厚的纳米板.
- 使用这些纳米薄膜制造超薄膜.
- 膜性能的表征,包括气 (H2) 透率和H2/CO2选择性.
- 分析H2透率和H2选择性之间的关系.
主要成果:
- 成功制备了1纳米厚的MOF纳米片,侧面面积大,结晶度高.
- 开发了具有高H2透率 (高达几千个气体透单位) 的超薄分子膜.
- 实现了高的H2/CO2选择性大于200.
- 观察到H2透度和H2选择性之间的异常比例关系.
- 通过抑制纳米薄膜的状堆叠,通过抑制纳米薄膜的状堆叠,同时提高透率和选择性.
结论:
- 由剥落的MOF纳米片制造的超薄膜对于分子选是有效的.
- 开发的膜在气分离方面表现出有前途的性能.
- 控制纳米板堆叠是优化膜透率和选择性的关键.
- 这项工作推动了MOF在高性能分离膜中的应用.
