混合膜中兩種材料的最佳組合用于氣體分離
新膜可以有效地分離不同的氣體,這是化學(xué)和能源行業(yè)的一個(gè)重要過程。如果膜可以提供相當(dāng)?shù)男阅?,它是傳統(tǒng)能源密集型方法的有吸引力的替代品。
新膜將金屬有機(jī)骨架(MOF)結(jié)合到現(xiàn)有的聚合物膜中。MOF可提供高選擇性過濾,但難以使用,而聚合物更易于處理,但過濾效率較低。
“將MOF和聚合物膜組合成一個(gè)系統(tǒng),即混合基質(zhì)膜,提供了創(chuàng)造具有獨(dú)特性質(zhì)的破壞性膜的機(jī)會(huì),”沙特阿拉伯國王阿卜杜拉科技大學(xué)的Mohamed Eddaoudi說,他領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。 。
他們的團(tuán)隊(duì)與他們在美國佐治亞理工學(xué)院的合作者一起開發(fā)了一種方法,將正確的MOF合并到正確的聚合物中,創(chuàng)造出一種特別有效的分離膜。
膜的卓越性能很大程度上歸功于MOF晶體的結(jié)構(gòu),這限制了毛孔的進(jìn)入。金屬簇位于立方體中,每個(gè)立方角的每個(gè)角上都有一個(gè)簇,每個(gè)面上都有一個(gè)簇,稱為面心立方(fcu)MOF。連接分子連接簇,形成三角形開口,其充當(dāng)篩子,篩子的大小取決于連接分子。
“三角形窗戶是孔隙系統(tǒng)的唯一入口,因此它們的尺寸可以調(diào)節(jié)哪些氣??體通過,”Eddaoudi解釋道。
混合基質(zhì)膜優(yōu)于現(xiàn)有膜,有效地從天然氣中除去二氧化碳和硫化氫,甚至可以區(qū)分丁烷的線性和支化異構(gòu)體。該團(tuán)隊(duì)不僅在實(shí)驗(yàn)室條件下,而且在與工業(yè)用途更相關(guān)的條件下對膜進(jìn)行了測試。
“毫無疑問,我認(rèn)為這種方法可以擴(kuò)展到各種MOF和聚合物,具有適合各種能源密集型分離的特性,”Eddaoudi說。
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