Constructing low-resistance and high-selectivity transport multi-channels in mixed matrix membranes for efficient CO2 separation

巴勒 选择性 化学工程 微型多孔材料 气体分离 材料科学 磁导率 扩散 化学 促进扩散 色谱法 分析化学(期刊) 有机化学 复合材料 催化作用 生物化学 热力学 物理 工程类
作者
Xiaochen Yang,Wenji Zheng,Xianglin Yuan,Weixin Guan,Xiaoming Yan,Xuehua Ruan,Canghai Ma,Yan Dai,Gaohong He
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:624: 119046-119046 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2020.119046
摘要

Conventional two-dimensional (2D) fillers in membranes have undesirable gas transport resistance owing to their interfacial barriers. In this work, 2D microporous carbon nanoplates (MCNs) were proposed to construct low-resistance and high-selectivity gas transport channels in mixed-matrix membranes (MMMs) to enhance the CO2 separation performance. MCNs were synthesized using a phase-transition material as a removable template and incorporated with Pebax-1657 to prepare MMMs. Micropores measuring 0.58 nm in the MCNs provided low-resistance CO2 diffusion channels that significantly improved CO2 permeability, as confirmed by the diffusion coefficient calculated through molecular simulation. Meanwhile, the random and effective stacking of the MCNs in the MMMs created highly selective gas transport channels that dramatically enhanced CO2/N2 selectivity. The MMMs with 0.5 wt% MCNs showed the best separation performance. In the mixed-gas test, the CO2 permeability reached 160.69 Barrer, and the CO2/N2 selectivity reached 61.2. In the pure-gas test, the CO2 permeability and CO2/N2 selectivity were 123 Barrer and 76, exhibiting distinct increases of 53.0% and 28.8% compared to those of the pristine Pebax membrane. Notably, the best CO2 separation performance of the prepared MMMs exceeded Robeson's upper bound. The proposed template-removal 2D MCNs with low-resistance and high-selectivity transport multi-channels facilitate a new process for molecularly selective and energy-efficient CO2 separation.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
xyp_zjut应助学术乞丐采纳,获得10
刚刚
Lucas应助凉白开采纳,获得10
刚刚
体贴凌柏发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
鹿子完成签到 ,获得积分10
1秒前
秋枫忆完成签到,获得积分10
3秒前
宋立发布了新的文献求助10
3秒前
孤独的AD钙完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
fang应助miao采纳,获得10
5秒前
星辰与月完成签到,获得积分10
5秒前
Pt-SACs发布了新的文献求助10
5秒前
安静无招完成签到 ,获得积分10
9秒前
lqphysics完成签到,获得积分10
10秒前
Jerry完成签到 ,获得积分10
10秒前
枕星发布了新的文献求助10
10秒前
全职法师刘海柱完成签到,获得积分10
12秒前
Umar完成签到,获得积分10
12秒前
accepted完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Pt-SACs完成签到,获得积分10
15秒前
wgglegg完成签到 ,获得积分10
15秒前
饱满跳跳糖完成签到,获得积分10
15秒前
zhaoxiaonuan完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
赘婿应助2023204306324采纳,获得10
16秒前
英勇笑萍完成签到,获得积分10
17秒前
yar完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
伦语发布了新的文献求助10
19秒前
沉静怜蕾完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
欢呼白晴完成签到 ,获得积分10
20秒前
凉白开发布了新的文献求助10
20秒前
金扇扇完成签到 ,获得积分10
20秒前
Odyssey_Cheung完成签到,获得积分10
21秒前
JG完成签到,获得积分10
21秒前
明亮紫易完成签到,获得积分10
22秒前
张绪帆完成签到,获得积分10
22秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038368
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576068
关于积分的说明 11374313
捐赠科研通 3305780
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819322
邀请新用户注册赠送积分活动 892672
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815029