高流量垂直对齐的二维共价有机框架膜,增强分离
Hongwei Fan1, Manhua Peng2, Ina Strauss1
1Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Leibniz Universität Hannover, Callinstraße 3A, 30167 Hannover, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|April 1, 2020
概括
我们开发了一种使用垂直对齐的二维共价有机框架 (COF) 层进行高效气体分离的新型膜. 这种COF膜实现了高性能,超过了既定的分离基准.
科学领域:
- 材料科学
- 化学工程
- 纳米技术
背景情况:
- 气体分离膜对于工业过程至关重要.
- 现有的膜在性能和选择性方面面临限制.
- 共价有机框架 (COF) 为分离应用提供可调节的特性.
研究的目的:
- 为高效的气体分离引入新的膜架构.
- 使用垂直对齐的2DCOF层进行基于尺寸的分离.
- 展示一种可扩展的方法来制造高性能COF膜.
主要方法:
- 在分层双氧化物 (LDH) 纳米板模板中制造垂直对齐的2D COF层.
- 在LDH结构中的COF-LZU1的定位增长.
- 使用各种气体混合物测试COF膜的气体透性和选择性.
主要成果:
- 在垂直COF-LZU1膜中达到高H2通透度 (∼3600GPU).
- 对H2/CO2 (31.6) 和H2/CH4 (29.5) 气体混合物的选择性非常出色.
- 膜性能超过了2008年的罗伯森上限,表明分离效率更高.
结论:
- 垂直对齐的2DCOF膜为先进的气体分离提供了一个有前途的平台.
- 开发的制造方法具有多样性,可生产高质量的COF膜.
- 这些膜表现出卓越的性能和运行稳定性,具有工业应用的潜力.


