Surface and interface engineering in CO2-philic based UiO-66-NH2-PEI mixed matrix membranes via covalently bridging PVP for effective hydrogen purification

膜 材料科学 化学工程 聚合物 聚乙烯吡咯烷酮 聚乙烯亚胺 高分子化学 化学 吸附 复合材料 有机化学 转染 生物化学 基因 工程类
作者
Saeed Ashtiani,Mehdi Khoshnamvand,Daniel Bouša,Jiří Šturala,Zdeněk Sofer,Anna Shaliutina‐Kolešová,Dániel Gardenӧ,Karel Friess
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:46 (7): 5449-5458 被引量:60
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.11.081
摘要

Abstract We report on the fabrication of the defect-free mixed-matrix membrane (MMM) based on the polyethylenimine (PEI) matrix with uniformly dispersed metal-organic framework (MOF) filler UiO-66-NH2, covalently bonded by polyvinylpyrrolidone (PVP). The key feature of the molecular level-controlled filler deposition in prepared UiO-66-NH2-PVP-PEI membranes was bridging the MOF particles to the PEI polymer matrix via PVP polymer chains. Such an approach improved the polymer-filler interface interactions and boosted the MOF dispersion into the polymer matrix for higher MOF loadings up to 23 wt %. The overall membrane structure and properties were characterized using FTIR, XRD, TG, DSC, SEM and 3D optical profiler techniques. Obtained results revealed the uniform dispersion of UiO-66-NH2, the strong polymer-filler interface interactions and entanglement of PEI with UiO-66-NH2-PVP. Furthermore, the outstanding CO2/H2 separation performance was determined for the UiO-66-NH2-PVP-PEI membrane with 18 wt % of MOF loading; the average CO2 permeability of 394 Barrer and the separation factor of 12 for circa 100 h of the membrane testing overcome the 2008 Robeson reverse upper bound limit. Such improved CO2/H2 separation performance was achieved due to the combination of the diffusion-solution mechanism with the preferential adsorption of the CO2 via the reversible bicarbonate reaction with amino groups of the UiO-66-NH2 and PEI which acts as fixed CO2 carrier sites in MMM structure.
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
乐乐的应助被墙强联手采纳,获得10
刚刚
1秒前
Jasper的应助被化学废材采纳,获得10
2秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
3秒前
核桃举报芦荟板蓝根的求助涉嫌违规
3秒前
3秒前
4秒前
科研通AI2S的应助被天马行空采纳,获得10
4秒前
Dreamhappy发布了新的文献求助10
4秒前
sss完成签到,获得积分10
5秒前
ding的应助被sihui采纳,获得10
5秒前
5秒前
molihuakai的应助被ccl采纳,获得10
5秒前
乡非农卡发布了新的文献求助10
6秒前
Enthalpy发布了新的文献求助10
6秒前
新明完成签到,获得积分10
6秒前
bkagyin的应助被迷你的小海豚采纳,获得10
7秒前
7秒前
IVY完成签到 ,获得积分10
7秒前
西瓜太郎发布了新的文献求助10
7秒前
sam发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
舒心战斗机完成签到,获得积分10
8秒前
111222发布了新的文献求助10
9秒前
小马甲的应助被合同工采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
情怀的应助被zzz采纳,获得10
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
上官若男的应助被西门安南采纳,获得10
13秒前
sam完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Orange的应助被缥缈尔蝶采纳,获得10
14秒前
上官若男的应助被乐呵的飞飞采纳,获得10
15秒前
哈哈哈完成签到,获得积分20
15秒前
御史安在完成签到,获得积分10
16秒前
抗体小王完成签到,获得积分10
17秒前
Yisu发布了新的文献求助10
17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
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7946604
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9426923
关于积分的说明 20982938
捐赠科研通 7531202
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3368305
关于科研通互助平台的介绍 2504730
邀请新用户注册赠送积分活动 2400167