精确控制气体运输道的热带石化伊米达酸框架玻璃
Oksana Smirnova1, Seungtaik Hwang2, Roman Sajzew1
1University of Jena, Otto Schott Institute of Materials Research, Jena, Germany.
Nature materials
|December 20, 2023
概括
氧化伊米达酸框架 (ZIFs) 可以形成可加工的ZIF玻璃用于气体分离. 本研究展示了可扩展的ZIF玻璃生产,并描述了用于先进膜应用的加工过程中的孔隙变化.
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:
- 多孔金属有机框架 (MOF) 为诸如二氧化碳封存等社会挑战提供了解决方案.
- 石化模酸框架 (ZIFs) 可以过渡到玻璃状态,将玻璃特性与MOF潜力结合起来.
- ZIF玻璃为气体分离应用提供了增强的可加工性.
研究的目的:
- 为了证明ZIF-62晶体和玻璃的可扩展性和可加工性.
- 研究ZIF晶体和玻璃中的气体透动态和孔隙结构演变.
- 分析ZIF材料的晶体到玻璃过渡和热处理能力.
主要方法:
- 红外显微成像,以追踪气体透和孔隙演变.
- 显微镜合加热阶段用于现场观察化和加工.
- 传输电子显微镜用于微观结构分析.
- 质谱测量用于研究晶体到玻璃的过渡.
- 密度和体积测量以追踪孔隙崩.
主要成果:
- 证明了毫米尺寸ZIF-62晶体和厘米尺寸ZIF-62玻璃的可扩展性.
- 量化扩散系数和特征的斯特罗姆尺度孔隙结构变化.
- 在化和加工过程中在多个长度尺度上观察到现场材料演变.
- 通过体积和密度的变化,在玻璃加工过程中跟踪孔塌.
- 研究了热处理能力和晶体到玻璃的过渡.
结论:
- 齐夫玻璃是可扩展和可加工的材料,具有气体分离的潜力.
- 了解加工过程中的孔隙演变对于优化ZIF玻璃膜至关重要.
- 在ZIF玻璃中可控制的孔径调整可能会导致先进的液体可加工膜,以挑战气体分离.
