In Situ Derived Hybrid Carbon Molecular Sieve Membranes with Tailored Ultramicroporosity for Efficient Gas Separation

材料科学 气体分离 聚合物 化学工程 分子筛 热解 纳米复合材料 纳米孔 碳纤维 复合材料 高分子化学 纳米技术 复合数 吸附 有机化学 化学 工程类 生物化学
作者
Tae Hoon Lee,Farhad Moghadam,Jae Gu Jung,Yu Jin Kim,Ji Soo Roh,Seung Yeon Yoo,Byung Kwan Lee,Jin Hee Kim,Ingo Pinnau,Ho Bum Park
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:17 (47) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/smll.202104698
摘要

Abstract Fine control of ultramicroporosity (<7 Å) in carbon molecular sieve (CMS) membranes is highly desirable for challenging gas separation processes. Here, a versatile approach is proposed to fabricate hybrid CMS (HCMS) membranes with unique textural properties as well as tunable ultramicroporosity. The HCMS membranes are formed by pyrolysis of a polymer nanocomposite precursor containing metal‐organic frameworks (MOFs) as a carbonizable nanoporous filler. The MOF‐derived carbonaceous phase displays good compatibility with the polymer‐derived carbon matrix due to the homogeneity of the two carbon phases, substantially enhancing the mechanical robustness of the resultant HCMS membranes. Detailed structural analyses reveal that the in situ pyrolysis of embedded MOFs induces more densified and interconnected carbon structures in HCMS membranes compared to those in conventional CMS membranes, leading to bimodal and narrow pore size distributions in the ultramicroporous region. Eventually, the HCMS membranes exhibit far superior gas separation performances with a strong size‐sieving ability than the conventional polymers and CMS membranes, especially for closely sized gas pairs (Δ d < 0.5 Å) including CO 2 /CH 4 and C 3 H 6 /C 3 H 8 separations. More importantly, the developed HCMS material is successfully prepared into a thin‐film composite (TFC) membrane (≈1 µm), demonstrating its practical feasibility for use in industrial mixed‐gas operation conditions.
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
顶顶小明完成签到,获得积分10
刚刚
隐形曼青应助kagaminelen采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
huqin完成签到 ,获得积分10
4秒前
研友_LaOJNZ发布了新的文献求助10
4秒前
lzr完成签到,获得积分10
5秒前
小王子完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
流星雨完成签到 ,获得积分10
6秒前
qianyuan发布了新的文献求助10
7秒前
万能图书馆应助5114采纳,获得10
7秒前
浮游应助茂飞采纳,获得10
12秒前
12秒前
qianyuan发布了新的文献求助10
13秒前
乐乐应助研友_LaOJNZ采纳,获得10
13秒前
李健的小迷弟应助zheng采纳,获得10
14秒前
zrm完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
浮生若梦完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
Qiao完成签到,获得积分10
20秒前
小蘑菇应助qianyuan采纳,获得10
20秒前
panpan发布了新的文献求助10
20秒前
慕青应助韶华采纳,获得10
21秒前
23秒前
呼呼完成签到,获得积分10
23秒前
领导范儿应助zcc采纳,获得10
23秒前
Zachary完成签到,获得积分10
24秒前
吴丽雪完成签到,获得积分20
25秒前
25秒前
shehui关注了科研通微信公众号
25秒前
26秒前
侧耳倾听发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
无极微光应助原野采纳,获得20
27秒前
无极微光应助KaK采纳,获得10
29秒前
ck完成签到 ,获得积分10
29秒前
30秒前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 10000
(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
Treatise on Geochemistry (Third edition) 1600
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 981
On the application of advanced modeling tools to the SLB analysis in NuScale. Part I: TRACE/PARCS, TRACE/PANTHER and ATHLET/DYN3D 500
L-Arginine Encapsulated Mesoporous MCM-41 Nanoparticles: A Study on In Vitro Release as Well as Kinetics 500
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5457576
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4563953
关于积分的说明 14292352
捐赠科研通 4488625
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2458636
邀请新用户注册赠送积分活动 1448632
关于科研通互助平台的介绍 1424287