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]
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
困敦发布了新的文献求助10
3秒前
哈哈发布了新的文献求助10
3秒前
雷予发布了新的文献求助30
4秒前
5秒前
可爱的函函应助猪猪采纳,获得10
7秒前
红宝完成签到,获得积分10
9秒前
Orange应助称心的映菱采纳,获得10
9秒前
8R60d8应助小李叭叭采纳,获得20
9秒前
zqwm完成签到,获得积分10
10秒前
唐文硕完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
唐文硕发布了新的文献求助10
16秒前
可爱的函函应助YiyueChan采纳,获得30
16秒前
林lin完成签到 ,获得积分10
17秒前
在水一方应助大意的面包采纳,获得10
18秒前
Tabby发布了新的文献求助10
21秒前
爆米花应助gdh采纳,获得10
22秒前
22秒前
爱唱歌的yu仔完成签到,获得积分10
23秒前
思源应助陈生采纳,获得10
24秒前
24秒前
怕孤独的访云完成签到 ,获得积分10
24秒前
无花果应助hochorsin采纳,获得10
25秒前
传奇3应助幸福采纳,获得10
25秒前
CipherSage应助嗑瓜子传奇采纳,获得10
26秒前
CodeCraft应助酷炫的友易采纳,获得10
28秒前
29秒前
Asphyxia发布了新的文献求助50
29秒前
31秒前
田様应助Alex采纳,获得10
31秒前
琳琅发布了新的文献求助10
31秒前
32秒前
李健应助安然采纳,获得10
33秒前
33秒前
gdh发布了新的文献求助10
34秒前
34秒前
34秒前
薰硝壤应助面面采纳,获得30
36秒前
jinnibaby发布了新的文献求助30
37秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
COSMETIC DERMATOLOGY & SKINCARE PRACTICE 388
Case Research: The Case Writing Process 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3141588
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2792521
关于积分的说明 7803368
捐赠科研通 2448740
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302918
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626665
版权声明 601240