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
1289436完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
3秒前
小苹果关注了科研通微信公众号
3秒前
负责语海完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
pika发布了新的文献求助10
4秒前
李爱国应助123321采纳,获得30
4秒前
浮游应助无情的镜子采纳,获得10
6秒前
7秒前
六一完成签到,获得积分10
8秒前
自觉柠檬发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
天天快乐应助暴躁的采纳,获得10
8秒前
May发布了新的文献求助10
9秒前
aczqay完成签到,获得积分10
10秒前
kuankuan发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
英俊的铭应助huiqin采纳,获得10
11秒前
14秒前
15秒前
胖头鱼566发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
DC完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
白色风车发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
luckily发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
lc完成签到,获得积分10
19秒前
yuan完成签到,获得积分20
19秒前
充电宝应助典雅的纸飞机采纳,获得10
20秒前
万能图书馆应助Hwj采纳,获得10
21秒前
21秒前
充满希望完成签到,获得积分10
21秒前
DC发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Alloy Phase Diagrams 500
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 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 5419966
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4535178
关于积分的说明 14148588
捐赠科研通 4451975
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2441982
邀请新用户注册赠送积分活动 1433488
关于科研通互助平台的介绍 1410732