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Remarkable enhancement of gas selectivity on organosilica hybrid membranes using urea-modulated metal-organic framework nanoparticles

引用

Frontiers of Chemical Science and Engineering 2024年第2期18卷 83-92页

作者： Yayun Zhao Dechuan Zhao Chunlong Kong Yichao Lin Xuezhen Wang Liang Chen Key Laboratory of Advanced Fuel Cells and Electrolyzers Technology of Zhejiang Province Ningbo Institute of Materials Technology and EngineeringChinese Academy of SciencesNingbo 315201China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Collaboration Innovation Center for Tissue Repair Material Engineering Technology China West Normal UniversityNanchong 637009China

Metal-organic framework/organosilica hybrid membranes on tubular ceramic substrates have shown great potential for the implementation of membrane technology in practical gas separation projects due to their higher permeance compared to commercial ***,the selectivities of the reported membranes are ***,we have incorporated urea-modulated metal-organic frameworks into organosilica membranes to greatly enhance its separation *** urea-modulated metal-organic frameworks exhibit less-defined edges of crystallographic facets and high defect *** can be well-dispersed in the organosilica layer,which substantially suppresses the interfacial defects between metal-organic frameworks and organosilica,which is beneficial for improving the selectivity of membranes for gas *** results have shown that the enhanced ideal selectivity of H_(2)/CH_(4) was 165 and that of CO_(2)/CH_(4) was 43,with H_(2) permeance of about 1.25×10^(−6) mol·m^(−2)·s^(−1)·Pa^(−1) and CO_(2) permeance of 3.27×10^(−7) mol·m^(−2)·s^(−1)·Pa^(−1) at 0.2 MPa and 25℃.In conclusion,the high level of hybrid membranes can be used to separate H_(2)(or CO_(2))from the binary gas mixture H_(2)/CH_(4)(or CO_(2)/CH_(4)),which is important for gas separation in practical ***,the simple and feasible modulation of metal-organic framework is a promising strategy to tune different metal-organic frameworks for membranes according to the actual demands.

关键词： zif-8 nanocrystals urea organosilica hybrid membrane enhanced separation performance

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