开发具有良好的CO2分离性能的混合矩阵膜,基于PEG修饰的UiO-66 MOF和6FDA-杜伦聚胺
Kavya Adot Veetil1,2, Asmaul Husna1,2, Md Homayun Kabir1,2
1Organic Material Synthesis Laboratory, Department of Chemistry, Incheon National University, Incheon 22012, Republic of Korea.
Polymers
|November 25, 2023
概括
这项研究开发了改进的混合矩阵膜 (MMM),使用修改的金属有机框架 (MOF) 进行高效的二氧化碳 (CO2) 捕获. 新的膜显示出卓越的二氧化碳分离性能,超过了既定基准.
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.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 结合金属有机框架 (MOFs) 的混合矩阵膜 (MMMs) 对从烟气中捕获二氧化碳充满希望.
- 填充剂-矩阵兼容性和分散性差,往往限制了MMM的性能.
- 增强界面粘附对于高性能气体分离膜至关重要.
研究的目的:
- 为高效的二氧化碳分离开发一个具有更好的界面兼容性的MMM.
- 为了提高膜的二氧化碳选择性,使用用二氧化碳友好的聚合物修改的MOF.
- 为了创建一个强大的MMM捕获二氧化碳的烟气.
主要方法:
- 在UiO-66-NH2 MOF上接种聚乙烯甘) 滴甘乙烯 (PEGDE),以产生PEG-MOF.
- 使用PEG-MOF和6FDA-杜伦聚合物矩阵制造MMM.
- 评估气体分离性能,包括CO2的透性和选择性.
主要成果:
- 经过修改的PEG-MOF填充剂与6FDA-durene矩阵的兼容性得到了提高.
- 使用10%重量的PEG-MOF加载的MMM实现了1671.00的二氧化碳透率.
- 该MMM的CO2/CH4选择性为22.40,超过了2008年罗宾逊上限.
结论:
- 将PEGDE移植到MOF上有效地改善了MMM中的填充剂-矩阵兼容性.
- 开发的MMM显示出出色的CO2/CH4选择性和高的CO2透性.
- 这种方法为先进的二氧化碳捕获技术提供了一个可行的策略.
