与传统的分离技术(例如蒸馏和吸附)相比,基于膜的分离具有较低的能耗,因此被认为是一种有前途的替代方法。金属有机框架(MOFs)具有多样的结构和孔径,高稳定性以及高吸附能力,引起了分子筛膜的制造领域的极大兴趣。对于MOFs膜而言,控制晶粒取向,晶界和厚度等微观结构至关重要。近日,华东师范大学Aisheng Huang,Xiao He等报道了一种新颖的合成策略,通过气相辅助的面内外延生长来制备高度c取向的ZIF-95膜。
本文要点:
1)在DMF/水蒸气混合气氛中,ZIF-95晶种层在面内外延生长,从而获得了定向且生长良好的ZIF-95膜,厚度仅600 nm。
2)实验和模拟研究均表明,c取向的ZIF-95膜显示出优异的分离性能,因为完美取向的结构可显著减少晶间缺陷和传输路径。
3)将该膜用于100°C,1 bar条件下等摩尔的二元混合物的分离,H2/CO2和H2/CH4的混合物分离系数分别为32.2和53.7,H2渗透率超过7.9 x 10-7 mol·m-2·s-1·Pa-1,比随机取向的ZIF-95膜高4.6倍。
Xixi Ma, et al. Anisotropic Gas Separation in Oriented ZIF‐95 Membranes Prepared by Vapor‐Assisted In‐Plane Epitaxial Growth. Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.20208260