Precise Helium Sieving from Hydrogen Using Fluorine‐Decorated Carbon Hollow Fiber Membranes

气体分离 微型多孔材料 选择性 材料科学 聚合物 化学工程 氢键 三元运算 溶解度 分子 纳米技术 化学 有机化学 催化作用 程序设计语言 工程类 生物化学 计算机科学
作者
Qi Wu,Lu Liu,Yang Jiao,Zhenyuan Li,Ju Bai,Xiaohua Ma,Shuangjiang Luo,Suojiang Zhang,Suojiang Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (33): e202400688-e202400688 被引量:19
标识
DOI:10.1002/anie.202400688
摘要

Separating helium (He) and hydrogen (H2), two gases that are extremely similar in molecular size and condensation properties, presents a formidable challenge in the helium industry. The development of membranes capable of precisely differentiating between these gases is crucial for achieving large-scale, energy-efficient He/H2 separation. However, the limited selectivity of current membranes has hindered their practical application. In this study, we propose a novel approach to overcome this challenge by engineering submicroporous membranes through the fluorination of partially carbonized hollow fibers. We demonstrate that the fluorine substitution on the inner rim of the micropore walls within the carbon hollow fibers enables tunability of the microporous architecture. Furthermore, it enhances interactions between H2 molecules and the micropore walls through the polarization and hydrogen bonding induced by C-F bonds, resulting in simultaneous improvements in both He/H2 diffusivity and solubility selectivities. The fluorinated HFM-550-F-1 min membrane exhibits exceptional mixed-gas separation performance, with a binary mixed-gas He/H2 selectivity of 10.5 and a ternary mixed-gas He/(H2+CO2) selectivity of 20.8, at 40 bar feed pressure and 35 °C, surpassing all previously reported polymer-based gas separation membranes, and remarkable plasticization resistance and long-term continuous stability over 30 days.
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
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
小王发布了新的文献求助10
刚刚
WW应助小冰人采纳,获得10
1秒前
英俊的铭应助kevin采纳,获得10
1秒前
极乐鸟发布了新的文献求助10
2秒前
Priscilla发布了新的文献求助10
2秒前
简隋英发布了新的文献求助10
2秒前
春春春完成签到,获得积分20
3秒前
野猪完成签到,获得积分10
3秒前
王井彦发布了新的文献求助10
4秒前
小蘑菇应助黄上权采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
boxi完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
马哈哈完成签到,获得积分10
7秒前
老坛杉菜完成签到,获得积分10
7秒前
蓝天发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
菠萝水手完成签到,获得积分10
8秒前
黄先生发布了新的文献求助10
9秒前
鲤鱼玉米发布了新的文献求助20
10秒前
zrz完成签到,获得积分10
10秒前
koi发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
SciGPT应助Total采纳,获得10
10秒前
思源应助飘逸妙菡采纳,获得10
11秒前
人不在高发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
Priscilla完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
SciGPT应助xl采纳,获得10
13秒前
极乐鸟完成签到,获得积分10
14秒前
慕青应助ZCH采纳,获得10
14秒前
小小雪发布了新的文献求助10
14秒前
kevin发布了新的文献求助10
15秒前
18秒前
Dr_zzz完成签到,获得积分10
18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 Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
The impact of workplace variables on juvenile probation officers’ job satisfaction 1000
When the badge of honor holds no meaning anymore 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6280904
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8099944
关于积分的说明 16934900
捐赠科研通 5348352
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2842981
邀请新用户注册赠送积分活动 1820312
关于科研通互助平台的介绍 1677251