COF/MXene composite membranes compact assembled by electrostatic interactions: A strategy for H2/CO2 separation

渗透 介孔材料 选择性 多孔性 复合数 共价有机骨架 气体分离 材料科学 化学工程 共价键 分子 纳米技术 化学 复合材料 催化作用 有机化学 工程类 生物化学
作者
Desheng Xu,Yun Jin,Claudia Li,Yiyi Fan,Sibudjing Kawi,Xiuxia Meng,Jian Song,Naitao Yang
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:700: 122678-122678 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2024.122678
摘要

H2 and CO2 separation in processes such as reforming hydrocarbons or gasifying fossil fuels using membranes has gained attention as an energy-efficient separation method. Covalent organic frameworks (COFs) are a promising class of organic porous crystalline materials, but their pore sizes (typically >0.5 nm) exceed the kinetic diameters of H2 (0.289 nm) and CO2 (0.33 nm). Herein, we aimed to improve the H2/CO2 selectivity of COF (TpPa-1) membranes by fabricating a two-dimensional composite membrane. This strategy involved the compact assembly of mesoporous COF (TpPa-1) nanosheets facilitated by non-porous MXene (Ti3C2Tx), driven by electrostatic interactions. The objective was to reduce the pore sizes of gas transport channels, enabling molecular sieving for H2/CO2 separation. Additionally, strong adsorptive interactions between CO2 and the COF/MXene composite membranes were leveraged to impede the transport of CO2 molecules. The results demonstrated that the 2D COF/MXene composite membranes with a Ti3C2Tx doping amount of 65 wt% achieved the highest H2/CO2 selectivity of 64.0 at 298 K, which was 5.67 times that of the pristine COF (TpPa-1) membrane. The H2 permeance reached 2.35×10−7 mol m−2 s−1 Pa−1, surpassing the latest Robeson upper bound. This innovative strategy not only presents a high-performance candidate for H2/CO2 separation but also provides inspiration for pore regulation of COF compactly assembled with non-porous MXene through electrostatic interactions.
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
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
pluto应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
pluto应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
wanci应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Zzzz发布了新的文献求助10
1秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
无奈的醉薇完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.1应助xinqisusu采纳,获得10
3秒前
秋风飒完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Shuo Yang完成签到,获得积分10
4秒前
一只小鲨鱼完成签到 ,获得积分10
4秒前
MO发布了新的文献求助10
4秒前
现代的凡之完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
无限幻枫发布了新的文献求助10
6秒前
西米发布了新的文献求助10
6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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
the Oxford Guide to the Bantu Languages 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5762181
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5534311
关于积分的说明 15402288
捐赠科研通 4898393
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2634850
邀请新用户注册赠送积分活动 1583000
关于科研通互助平台的介绍 1538201