高孔隙金属有机框架玻璃的设计和气体分离膜的应用

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:

• 晶体金属有机框架 (MOF) 在气体分离方面具有较高的孔隙性,但在膜制造方面缺乏机械稳定性.
• 灭化的MOF玻璃提高了加工能力,但降低了孔隙性和气体传输特性.
• 需要提高MOF玻璃的孔隙性,同时保持有效的膜应用的可加工性.

研究的目的:

• 为了证明晶体前体的拓工程可以增强化MOF玻璃的多孔性.
• 合成具有较大的孔径的极性伊米达酸框架 (ZIF),适合在玻璃状状态下保持孔隙性.
• 为高性能气体分离制造和评估MOF玻璃膜.

主要方法:

• 使用结构指导剂和混合有机连接体,合成具有12个成员大环孔 (AFI和CAN拓) 的晶体极性伊米达酸框架 (ZIF).
• 合成ZIF的化灭以形成MOF玻璃.
• 使用高压二氧化碳吸收的MOF玻璃多孔性的表征.
• 从工程MOF玻璃制造自支持膜的制造.

主要成果:

• 通过高压二氧化碳吸收证实,在化玻璃中部分保存的大孔ZIF的成功合成.
• 从a_gAFI-[Zn(Im) _1.68(bIm) _0.32玻璃制造自支持的膜.
• 使用MOF玻璃膜实现了高气体分离性能,显示了3.7 × 10^4 GPU的CO2透率和14.8.2的CO2/N2选择性.

结论:

• 晶体前体的拓工程是一种有效的策略,可以提高MOF玻璃的多孔性.
• 开发的MOF玻璃膜具有出色的可加工性和高气体分离性能.
• 这种方法提供了一个有前途的途径,用于创建强大而高效的MOF基膜,用于工业气体分离.