MOF gel network crosslinked mixed matrix membranes with engineered interface for high-efficiency Helium recovery

材料科学 膜 巴勒 共价键 纳米孔 化学工程 聚合物 气体分离 共价有机骨架 空气分离 氦 纳米技术 堆栈(抽象数据类型) 基质(化学分析) 氢键 聚酰亚胺 模块化(生物学) 工作(物理) 纳米孔 氢 磁导率 分离过程 膜技术 分离器(采油)
作者
Keming Zhang,Haishan Huan,Xiaohe Tian,Chongshan Yin,Xiaohua Ma,Shaofei Wang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1) 被引量:4
标识
DOI:10.1038/s41467-026-72867-x
摘要

Helium (He) recovery via conventional cryogenic distillation is highly energy-intensive and costly. Membrane separation features modularity and efficiency, but mixed-matrix membranes (MMMs) often suffer from discontinuous channels and poor filler–polymer compatibility, which impair separation performance. Here, we report an MMM platform by embedding a continuous 3D nanoporous ZIF-67-NH2 gel within a polyimide matrix. The gel functions as a dual-functional crosslinker, forming covalent amide linkages and hydrogen bonds with the polymer to eliminate interfacial voids, while creating interconnected, selective nanochannels through its intrinsic nanoporosity. This yields He/CH4 performance: 549 Barrer He permeability and 110.3 selectivity, surpassing the benchmark membranes. The membrane retains over 95% performance in mixed-gas tests over 180 h. Process simulations show that a hybrid membrane–cryogenic system achieves >93% He recovery and 74% energy savings. This work provides an energy-efficient platform for critical gas separations. Addressing the permeability-selectivity trade-off in helium recovery, the authors engineered MOF gel-crosslinked membranes. Covalent interfacial bonding enables defect-free, ultra-high MOF loadings, yielding exceptional separation performance that pushes beyond conventional upper bounds.
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
桐桐的应助被勤奋甜瓜采纳,获得10
刚刚
刚刚
和谐百川发布了新的文献求助10
刚刚
Zer完成签到,获得积分0
1秒前
王贺完成签到,获得积分10
1秒前
guan完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
lsl599发布了新的文献求助10
3秒前
康康完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小韩完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
山居月完成签到 ,获得积分10
4秒前
奔赴山川万里完成签到,获得积分10
5秒前
xing_xing的应助被Tictor采纳,获得20
5秒前
行走的荷尔蒙的应助被lwh采纳,获得30
5秒前
KKKZ发布了新的文献求助10
5秒前
dddd完成签到 ,获得积分10
5秒前
惠惠子完成签到,获得积分10
5秒前
渡星河完成签到,获得积分20
5秒前
shanghe发布了新的文献求助10
6秒前
hsp发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
kuyedieky发布了新的文献求助10
6秒前
Dd发布了新的文献求助10
6秒前
七七完成签到,获得积分10
6秒前
cy完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
sun发布了新的文献求助10
7秒前
李健的小迷弟的应助被Nie采纳,获得10
7秒前
顾矜的应助被MG采纳,获得10
8秒前
慕新完成签到,获得积分10
8秒前
捡鱼仔发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
zxt完成签到,获得积分20
9秒前
天天快乐的应助被daision采纳,获得10
10秒前
所所的应助被大羊羊采纳,获得10
10秒前
jiajiajiajia完成签到,获得积分10
10秒前
木耳发布了新的文献求助10
10秒前
木心一二关注了科研通微信公众号
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
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
5th World Conference on Detergents: Reinventing the Industry : Opportunities and Challenges 500
Les Mots du discours 500
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 8098115
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9508534
关于积分的说明 21466715
捐赠科研通 7672945
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3407413
关于科研通互助平台的介绍 2535397
邀请新用户注册赠送积分活动 2446993