Synergistic effect of molecular sieving and adsorption inhibition in MOF-based mixed matrix membranes for efficient O2/N2 separation

巴勒 膜 吸附 选择性 化学 化学工程 聚合物 气体分离 分子 空气分离 选择性吸附 氧气 高分子化学 材料科学 有机化学 生物化学 催化作用 工程类
作者
Zixian Qin,Yuxiu Sun,Zhengqing Zhang,Chenxu Zhang,Chi Tang,Chenxu Geng,Zhihua Qiao
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:497: 154615-154615 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.154615
摘要

Oxygen/nitrogen (O2/N2) separation is of great importance but faces huge challenges owing to their similar molecular size and close polarity. In this work, we construct a polymer of intrinsic microporosity (PIM-1) based mixed matrix membrane (MMM) for efficient O2/N2 separation by using ZIF-8 as the sieving filler along with surface modification of o-carborane (o-CB) to strengthen selective N2 adsorption fixation as well as polymer-filler interfaces. Markedly, the o-CB on the outer surface of ZIF-8 not only affords the requisite interfacial compatibility in molecular sieving MMMs, but also increases the diffusion difference between O2 and N2 by the preferential adsorption with N2 molecules. This synergistic effect of molecular sieving and adsorption inhibition achieves efficient O2/N2 diffusion differential separation. As expected, the optimal membrane with o-CB-ZIF-8 loading of 35 wt% exhibits an O2 permeability of 796.5 Barrer and a mixed O2/N2 selectivity of 8.9 with O2/N2 (20:80, vol.) mixtures, exceeding the latest 2015 upper bound limits. Moreover, the according membrane module with o-CB-ZIF-8 loading of 20 wt% also displays moderate O2 permeability of 391.7 Barrer and O2/N2 selectivity of 5.5 under pressure of 1 bar. This work may provide a feasible platform for designing high-performance MOF-based membranes in air separations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
知知完成签到,获得积分10
刚刚
HSora完成签到,获得积分10
刚刚
evan完成签到,获得积分10
1秒前
打打的应助被ZZX采纳,获得10
2秒前
TMOMOR完成签到,获得积分0
2秒前
2秒前
daisyyy发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
学术蝗虫发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
可爱的函函的应助被Lune7采纳,获得10
5秒前
小鱼完成签到 ,获得积分10
5秒前
吉吉完成签到,获得积分20
5秒前
Fafa完成签到,获得积分10
6秒前
大模型的应助被fine采纳,获得10
6秒前
机灵依风完成签到,获得积分10
6秒前
希望天下0贩的0的应助被张大炮采纳,获得200
6秒前
6秒前
for_abSCI完成签到,获得积分0
7秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
李李发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
陈jiajia完成签到,获得积分10
7秒前
DW的应助被maxx采纳,获得10
8秒前
8秒前
白白的白白白完成签到,获得积分10
8秒前
canter2完成签到 ,获得积分10
9秒前
永远满格电完成签到,获得积分10
9秒前
沉默绮烟发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
山竹里发布了新的文献求助10
10秒前
yaya发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
香蕉飞瑶完成签到 ,获得积分10
11秒前
星辰大海的应助被拼搏的依风采纳,获得10
11秒前
小如意完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8042816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9475373
关于积分的说明 21278361
捐赠科研通 7611121
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3391670
关于科研通互助平台的介绍 2523291
邀请新用户注册赠送积分活动 2429582