一种新型的共价有机骨架膜的制备与气体分离性能

作     者：付静茹 贲腾 FuJingru;Ben Teng

作者机构：吉林大学化学学院长春130012 

出 版 物：《化学学报》 (Acta Chimica Sinica)

年 卷 期：2020年第78卷第8期

页      面：805-814页

核心收录：

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(Nos.91956108,21871103) “111”计划(No.BP0719036) 吉林省科技发展计划项目(No.20180414009GH)资助。 

主　　题：共价有机骨架 晶体结构 膜 气体分离 H2纯化 

摘      要：选用2,5-二甲氧基对苯二甲醛和四胺基四苯甲烷利用溶剂热的方法在反应釜中制备得到一种新型的含有醚氧基团的3D共价有机骨架(DMTA-COF).通过理论模拟,粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)以及N2吸附-脱附曲线等表征证实了其结构、热稳定性以及多孔性.随后在聚苯胺(PANI)修饰的多孔氧化铝基底表面原位生长了一层致密连续的DMTA-COF膜.通过XRD和扫描电子显微镜(SEM)的表征证实了DMTA-COF膜具有较高的结晶性以及良好的共生性.由于极性的醚氧基团与电四极矩分子CO2之间较强的相互作用进一步提高了希弗碱类型的DMTA-COF对CO2的亲和力,从而增强了DMTA-COF膜的吸附扩散效应.在常温常压下,DMTA-COF膜的H2/CO2双组分分离系数为8.3,所对应的H2渗透通量高达6.3×10^-7 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1.