High-performance carbon molecular sieve membrane for C2H4/C2H6 separation: Molecular insight into the structure-property relationships

分子筛 材料科学 气体分离 碳纤维 芳烯 微型多孔材料 化学工程 复合材料 化学 有机化学 工程类 吸附 复合数 生物化学 烷基 芳基
作者
Ruisong Xu,Mengjie Hou,Yue Wang,Lin Li,Zonglin Pan,Chengwen Song,Tonghua Wang
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:201: 24-36 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2022.08.088
摘要

Carbon molecular sieve (CMS) membranes show attractive potential for energy-efficient separation of C2H4/C2H6 due to their unique slit-like pore structure. In this work, a novel precursor polymer of phenolphthalein-based poly(arylene ether ketone) (PEK-C) was introduced to prepare high-performance CMS membranes for C2H4/C2H6 separation. Molecular insight into the effect of the sp3/sp2 hybridized carbon ratio on the packing morphology of carbon layers, pore size and configuration, and C2H4/C2H6 diffusion and separation properties of CMS membranes was investigated via using in-depth characterization techniques combined with molecular simulations. Results show that the carbon layers with more sp3 hybridized carbons lead to forming a loose and disordered carbon structure and pore structure with large pore volume and micropore size (steric voids), resulting in low C2H4/C2H6 permselectivity of CMS membrane. With the reduction of the sp3/sp2 hybridized carbon ratio, a compact and graphite-like carbon structure with the two-dimensional slit-like ultramicropore structure is formed, and the C2H4/C2H6 permselectivity is obviously enhanced. The CMS membranes derived from the novel precursor of PEK-C exhibit high C2H4 permeability with superior C2H4/C2H6 selectivity, which have surpassed the trade-off bounds of both polymeric membrane and CMS membrane, and reveal a great potential in the industrial applications of C2H4/C2H6 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
刚刚
tiantiantian发布了新的文献求助10
刚刚
12完成签到,获得积分20
1秒前
打打应助好滴捏采纳,获得10
2秒前
6秒前
Luki发布了新的文献求助10
6秒前
兔雳完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
神勇的荟完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
xx完成签到,获得积分10
12秒前
魔幻的语堂完成签到,获得积分10
12秒前
沈达发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
14秒前
15秒前
曲奇发布了新的文献求助100
16秒前
muyassar完成签到,获得积分10
16秒前
俭朴八宝粥完成签到,获得积分10
17秒前
诺诺发布了新的文献求助10
18秒前
打打应助爱学习的曼卉采纳,获得10
19秒前
好滴捏发布了新的文献求助10
19秒前
852应助Emma采纳,获得10
20秒前
hwq123完成签到,获得积分10
22秒前
25秒前
mahliya完成签到,获得积分10
26秒前
畅快成风完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
CipherSage应助爱学习的曼卉采纳,获得10
28秒前
30秒前
丘比特应助冷静帅哥采纳,获得10
32秒前
颜倾发布了新的文献求助10
33秒前
英俊的铭应助一只呆果蝇采纳,获得10
34秒前
畅快成风发布了新的文献求助10
34秒前
xia发布了新的文献求助10
35秒前
orixero应助自觉的凛采纳,获得10
35秒前
hdmjsls关注了科研通微信公众号
36秒前
leo瀚发布了新的文献求助10
36秒前
科研通AI5应助霸气小蘑菇采纳,获得10
37秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 1030
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
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 3993490
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3534168
关于积分的说明 11264831
捐赠科研通 3274008
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1806220
邀请新用户注册赠送积分活动 883055
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809662