调整超薄二维金属有机框架纳米板膜的堆叠方式,以实现高效的分离
Shizheng Song1, Wei Wang1, Yali Zhao1
1School of Chemistry & Chemical Engineering, Guangdong Provincial Key Lab of Green Chemical Product Technology, State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|September 15, 2023
概括
新的二维金属有机框架 (MOF) 膜显示出优异的分离能力. MOF纳米片的协同堆叠显著提高了气体分离性能,超过了清洁生产的既定基准.
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:
- 由于其独特的结构,二维 (2D) 金属有机框架 (MOF) 膜提供了有前途的气体分离能力.
- 理性设计和理解纳米板堆叠对性能的影响是2DMOF膜开发的关键挑战.
研究的目的:
- 开发一种具有增强气体分离性能的新型二维MOF膜.
- 研究MOF纳米板堆叠模式对膜分离效率的影响.
主要方法:
- 使用[Cu2Br(IN) 2n (IN=isonicotinato) 纳米片制造二维MOF膜.
- 通过在不同的滴涂层温度下通过溶剂滴滴动态控制纳米板堆叠的控制.
- 对H2/CH4和H2/CO2混合物的气体分离性能进行评估.
主要成果:
- 开发的2D MOF纳米板膜对H2/CH4和H2/CO2分离具有很高的选择性和透性.
- 实现了H2/CH4选择性>290与H2透>520GPU和H2/CO2选择性>190与H2透>590GPU.
- 性能超过了气体分离所确定的罗伯森上限.
结论:
- 2D MOF纳米片的协同堆叠模式显著影响气体分离性能.
- 新的2DMOF膜为高效和环保的分离提供了潜在的途径.
- 这项工作提供了对先进的MOF基膜的合理结构设计的见解.
