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

巴勒 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
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
爱猫的纭完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI5应助梅花鹿采纳,获得10
1秒前
1秒前
小巧雪碧发布了新的文献求助10
3秒前
干净羊青发布了新的文献求助50
4秒前
希望天下0贩的0应助They_say采纳,获得10
4秒前
石榴石完成签到 ,获得积分20
5秒前
Young4399完成签到 ,获得积分10
5秒前
王哪跑完成签到,获得积分10
5秒前
海棠花未眠完成签到,获得积分10
6秒前
大力思雁发布了新的文献求助20
7秒前
卖萌的秋田完成签到,获得积分10
8秒前
JamesPei应助乔心采纳,获得10
9秒前
自信的坤完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
累了关注了科研通微信公众号
10秒前
10秒前
14秒前
Owen应助小脑门儿采纳,获得10
15秒前
honphyjiang发布了新的文献求助10
15秒前
顾矜应助laochen采纳,获得10
16秒前
梅花鹿发布了新的文献求助10
16秒前
knight完成签到,获得积分10
17秒前
NexusExplorer应助鸢尾采纳,获得10
18秒前
18秒前
二三发布了新的文献求助10
18秒前
思源应助永远采纳,获得10
18秒前
21秒前
hai完成签到,获得积分10
21秒前
宇称yu发布了新的文献求助10
21秒前
深情安青应助juzihai采纳,获得10
22秒前
完美世界应助瑞曦采纳,获得10
24秒前
strickland完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
26秒前
27秒前
爆米花应助可爱山彤采纳,获得10
28秒前
桐桐应助孤独的小懒虫采纳,获得10
31秒前
31秒前
laochen发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
Basic Discrete Mathematics 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3799740
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3345074
关于积分的说明 10323372
捐赠科研通 3061599
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1680474
邀请新用户注册赠送积分活动 807075
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763462