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Adv. Mater.MOF-COF“合金”膜可高效疏散丙烯/丙烷

栏目:行业资讯 宣布时间:2023-08-16

化学人生8月12日讯:烯烃是化工中最重要和使用量最大的原料,主要通过石油或烷烃裂解获得。工业上纯化丙烯常用的要领是能源密集型的低温蒸馏工艺,基于双碳战略,推行绿色环保,急需开发新型节能的疏散技术。膜技术因具有较低的疏散能耗,较好的疏散效果,被认为是最有希望取代古板低温精馏的疏散技术之一。而先进的功效性膜质料被认为是膜技术的"芯片"。

金属有机框架(MOFs)由于具有孔径可调、孔隙率高等优点,在高通量筛分烯烃/石蜡混淆物方面具有辽阔的前景。然而,MOFs中连接体旋转而造成框架形变,经常使其筛分能力降低。将两种质料在纳米标准上杂交,以实现机械性能的协同改善是自然界和人工质料中广泛接纳的战略。一个典范的例子是铝合金的合金效应,在铝基体中加入金属质料如Cu、Mg,或非金属Si,这些杂化原子可以抑制铝原子层的滑动,从而提高整体质料的刚性。

受此启发,天津大学姜忠义团队提出了一个基于MOFs和共价有机框架(COFs)杂化的“合金”膜(AMs)的看法。通过电驱动共沉积,将季铵(QA)功效化的COFs纳入沸石咪唑框架(ZIF-8)基体中。QA功效化的COF与ZIF-8基体在二者界面上形成库仑力,大大限制了ZIF-8的连接体旋转,并引发了ZIF-8晶格爆发明显的柔性-刚性转变(合金化效应),形成了预期的AMs。通过调解COFs的装载量,获得了具有可调刚性的AMs,由此付与了优异的丙烯/丙烷疏散性能,其丙烯/丙烷疏散系数凌驾了200,丙烯渗透率为168GPU。.

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 图1 使用电驱动共沉积工艺构建MOF-COF AMs

综上所述,研究人员提出了一个新的AMs看法,通过电化学共沉积的要领制造MOF-COF AMs来证明。COF的季铵盐-N和ZIF-8的吡啶-N之间的库仑力限制了ZIF-8的连接体旋转,爆发了明显的合金效应。因此,AM中的ZIF-8的晶格硬度可以通过加入差别数量的COF纳米片进行微调,使得AMs的分子筛分能力可以获得很好的控制。这种简单而温和的电驱动共沉积战略为大规模生产高质量的MOF基AMs提供了一个良好的平台。(本刊有删节)详情见化学人生民众号

原文链接:Adv. Mater. 2022, 34, 2201423

(来源:欧米伽领地 版权属原作者 谨致谢意)


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