Zeolitisch imidazolaat framework-L-membraan verbetert de efficiëntie van de kooldioxide-scheiding

Grafisch abstract. Credit: Science Bulletin (2021). DOI: 10.1016 / j.scib.2021.05.006

Metaal-organisch raamwerk (MOF) -membranen zijn veelbelovend voor energie-efficiënte chemische scheidingen. Het microstructurele ontwerp van deze membranen blijft echter een uitdaging.

Onlangs heeft een onderzoeksgroep onder leiding van Prof. Yang Weishen en Dr. Ban Yujie van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academy of Sciences een zeolitisch imidazolaatraamwerk (ZIF) -L-membraan voorgesteld met een membraan-in elkaar grijpende ondersteuning. samengestelde architectuur voor H₂/CO₂ scheiding.

De studie is gepubliceerd in Science Bulletin.

De onderzoekers hebben het ZIF-L-membraan volledig opgesloten in de holtes van de aluminiumoxidedrager via een grensvlakassemblageproces, waardoor een composietarchitectuur met membraan-interlocked-support (MIS) is ontstaan. Het presenteerde een georiënteerde membraanlaag met een schijnbare dikte van nul en versterkte kristalgrenzen, die bijdroegen aan een hoge permeantie en hoge selectiviteit.

De membranen vertoonden een gemiddelde H₂ permeantie van meer dan 4000 GPU en H.₂/CO₂ scheidingsfactor (SF) van meer dan 200, vallend in de industriële doelzone.

Bovendien vertoonde het ZIF-L-membraan mechanische stabiliteit, herhaaldelijk afgeschraapt door een stuk siliconenrubber zonder verlies van selectiviteit.

Eerder werkte de groep samen met prof.LI Weixue van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China om de anisotrope massaoverdrachtssnelheid via de twee soorten kanalen van ZIF-L te identificeren door middel van simulaties van moleculaire dynamica, wat een voorlopige leidraad voor deze studie is.