热膜的室温合成,以实现优化微观结构和增强同位素分离性能
Yi Liu1, Sixing Chen1, Taotao Ji1
1State Key Laboratory of Fine Chemicals, Frontiers Science Center for Smart Materials, School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Linggong Road 2, Ganjingzi District, Dalian 116024, China.
Journal of the American Chemical Society
|March 3, 2023
概括
我们开发了一种室温 (RT) 合成的高性能纯MFI (Si-MFI) 膜. 这种环保方法产生了创纪录的n-i-butan分离膜,提供了显著的技术经济优势.
科学领域:
- 材料科学
- 化学工程
- 纳米技术
背景情况:
- 石膜对于气体分离至关重要,但通常需要高温合成.
- 通过室温合成 (RT) 实现高性能和技术经济可行性仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为高性能纯MFI热 (Si-MFI) 膜创建一个室温合成协议.
- 为了证明对膜微观结构的控制和提高分离性能.
主要方法:
- 使用高度反应的NH4F介导凝作为表皮生长的营养来源.
- 用离子作为矿化剂来控制RT中的核和生长动力学.
- 精确调节合成参数以控制粒度边界结构和膜厚度.
主要成果:
- 获得了前所未有的n-/i-butan分离系数 (96.7) 和n-butan通透度 (5.16 × 10^-7mol m^-2 s^-1 Pa^-1),料分子比为10/90.
- 证明有能力控制粒度边界结构和膜厚度.
- 通过使用RT协议成功制备了高度b导向的Si-MFI片.
结论:
- 开发的RT合成提供了一种技术经济可行和环保的高性能热膜.
- 这种协议可以精确控制膜微结构,从而实现更高的分离性能.
- 这种方法对可扩展的多样化,高性能热带岩膜的生产具有很大的前景.
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