用石墨烯修饰的MIL-125-NH混合矩阵膜,用于高效的H和CH净化
Samy Yousef1, Andrius Tonkonogovas2, Alaa Mohamed3
1Department of Production Engineering, Faculty of Mechanical Engineering and Design, Kaunas University of Technology, LT-51424, Kaunas, Lithuania.
Chemosphere
|February 3, 2024
概括
这项研究使用混合填充剂增强混合矩阵膜 (MMM),以改善甲和的分离. 在气体净化应用中,优化的膜具有显著更高的透性和选择性.
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.
- 分离技术 分离技术
背景情况:
- 混合矩阵膜 (MMM) 对于气体分离过程至关重要.
- 金属有机框架 (MOF) 和石墨烯纳米板 (GNs) 为膜增强提供了有前途的特性.
- 高效的甲 (CH4) 和 (H2) 分离对于净化部门至关重要.
研究的目的:
- 调查结合混合填充剂 (MIL-125-NH2和GNs) 的MMM的性能.
- 为了提高甲 (CH4) 和 (H2) 分离的净化效率.
- 优化制造参数,以改善膜特性.
主要方法:
- 在PES矩阵内制造具有不同比例MIL-125-NH2和GNs的MMM.
- 使用SEM,XRD,FTIR,AFM,TGA,DTG和BET进行物理化学表征.
- 在不同温度下测量CO2,N2,H2和CH4的气体透率和选择性.
主要成果:
- 在MOF/PES膜中加入0.05%重量的GNs显著提高了透率 (H2的透率高达370%).
- H2/CO2和H2/N2的选择性大幅增加 (分别高达236%和230%).
- 混合填充剂的10重%MIL-125-NH2和0.05重%GNs是最佳的提高PES膜的性能.
结论:
- 混合填充剂的MIL-125-NH2和GNs有效地提高MMM的气体分离.
- 优化的MMM显示出更好的透性和选择性,用于CH4和H2净化.
- 这些发现表明,对于先进的净化应用有很大的潜力.
