用MOF添加6FDA-DAM/ODA混合矩阵膜的制备及其在气体分离中的应用
Yi Wang1, Liang Li1,2, Fangli Zhang1,2
1State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 210009, China.
ACS applied materials & interfaces
|January 28, 2025
概括
这项研究通过使用金属有机框架 (MOFs) 进行兴奋剂来增强使用混合矩阵膜 (MMMs) 的气体分离. 用特定的 UiO-66-NH2 MOF 进行兴奋剂显著改善了 CO2/CH4 的选择性和整体气体透性.
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.
- 分离科学 分离科学
背景情况:
- 混合矩阵膜 (MMM) 对气体分离至关重要,填充剂的类型和状态显著影响性能.
- 优化MMM需要了解剂如何影响分离效率.
研究的目的:
- 合成和研究具有不同颗粒大小 (UiO-66和UiO-66-NH2) 的金属有机框架 (MOF) 作为6FDA-DAM/ODA MMMs.Ms.中的剂的影响.
- 评估这些剂对气体分离性能的影响,包括H2,CO2,CH4和N2的透性和选择性.
主要方法:
- 用受控颗粒大小合成UiO-66和UiO-66-NH2 MOF.
- 通过将这些MOF入6FDA-DAM/ODA聚合物矩阵来制造MMM.
- 对准备好的MMM进行气体透测试,以评估分离性能.
主要成果:
- 与原始膜相比,用UiO-66进行兴奋剂显著提高了所有测试气体的透性和选择性.
- 用300 nm UiO-66-NH2的10 wt%进行注的MMM显示CO2/CH4选择性显著增加,从44.1增加到57.2.2.
- 对各种气体对 (CO2 / N2,H2 / N2,H2 / CH4) 的透率和选择性进行了显著改善,300 nm UiO-66-NH2 显示出比其他尺寸更优异的性能.
结论:
- MOF补充剂的颗粒大小极大地影响了MMM的气体分离性能.
- 使用优化UIO-66-NH2 MOF的6FDA-DAM/ODA MMM进行兴奋剂,为高性能气体分离提供了一个有希望的策略,特别是在CO2/CH4混合物中.
