天津工业大学乔志华在Chemical Engineering Journal发文：金属-有机骨架中精确孔径的空间调节，用于低能耗C3H6/C3H8分离的超高选择性混合基质膜
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
354热度
Chemical Engineering Journal
Explore content
About the journal
Publish with us
Spacial regulation of precise aperture in metal–organic frameworks towards ultrahigh-selective mixed matrix membranes for low-energy-consumption C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>/C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> separation
Geng C.; Chen A.; Sun Y.; Zhang C.; Qin Z.; Zhang Z.; Gu Z.; Qiao Z.
Published：2024-06-01
DOI：10.1016/j.cej.2024.151451
研究背景
近年来，能源消耗和环境问题备受关注，而在化工领域，气体分离技术一直是一个重要的研究方向。传统的蒸馏方法能耗高，效率低，急需一种新的技术来解决这一问题。然而，如何在工业分离过程中精确调控金属-有机框架（MOF）材料的孔径，以实现低能耗的气体分离，一直是一个重大挑战。
研究内容
最近，《化学工程学杂志》发表了一篇题为《金属-有机框架中精确孔径空间调控，实现低能耗C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>/C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>分离的超高选择性混合基质膜》的论文。该研究通过在缺陷UiO-66中使用对三氟甲基苯甲酸（o-TBA）进行后合成缺陷交换，成功制备了一种混合基质膜（MMM），其C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>/C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>理想选择性约为104，C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>渗透率约为293 Barrer。计算模拟证实了o-TBA-UiO对减小孔径大小和提供适度丙烯亲和力的影响。静态吸附和溶液扩散实验结果表明，o-TBA-UiO/6FDA-DAM膜具有快速的C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>扩散速率，但阻碍了C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>扩散，从而实现了超高的C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>/C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>选择性。研究还设计了一个面积为2400 cm<sup>2</sup>的大型膜以促进实际应用，主要是因为o-TBA-UiO和6FDA-DAM之间的亲和力显著增强。在1巴的进料压力下，1812型膜模块表现出了C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>渗透率约175 Barrer和C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>/C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>理想选择性约96的性能。最后，研究设计了一个低能耗的潜在两级膜过程。
研究意义
这项研究为基于MOF的MMM设计提供了坚实的基础，实现了能源高效的气体分离。通过精确调控金属-有机框架的孔径，研究展示了一种新颖的方法，为解决能源消耗和环境问题提供了有力支持。这一创新性研究对未来气体分离技术的发展具有重要意义。
希望这篇文章能够帮助你更好地了解这一研究的重要性和成果。如果有任何问题或想了解更多信息，欢迎留言讨论！
学术热榜
查看全部
相关资讯
换一批