
1. 金属有机框架(MOF)材料在膜分离技术中的应用日益受到关注,其独特的结构特征和功能多样性使其成为研究的热点。
2. MOF膜的多晶性质在制造和应用过程中带来了挑战,尤其是晶界缺陷和裂纹问题。
3. 天津大学姜忠义教授团队近期发表的研究成果,在气体分离领域展示了ZIF-62 MOF玻璃膜的创新应用,其性能远超传统膜材料的性能上限。
4. 研究团队通过在多孔陶瓷氧化铝载体上合成多晶ZIF-62 MOF膜,并进行熔融淬火处理,成功制备了ZIF-62 MOF玻璃膜。
5. 这一过程显著减少了晶界缺陷,从而增强了MOF膜的分子筛分能力。
6. 实验结果表明,在25℃下,该玻璃膜在H2/N2、H2/CH4、CO2/N2和CO2/CH4气体对的选前指择性分别达到了53、59、23和26,远高于克努森数,表现出了出色的气体分离性能。
7. 特别是对于H2、N2、CO2和CH4的分离,该玻璃膜的性能远超过Robeson上限曲线,优于大多数纯多晶MOF膜。
8. 稳定性测试显示,ZIF-62 MOF玻璃膜在CO2/N2分离过程中表现出了长期稳定性,即使在水蒸气的影响下,其性能也几乎保持不变。
9. 在180℃下活化2小时后,其性能可以迅速恢复至原始水平,展现了优异的水稳性和选择性。
10. 研究团队还证明了该制造方法的多功能性,成功在无孔茄搏玻璃板上制备了ZIF-62玻璃膜,为大规模应用提供了新的视角。
11. 综上所述,ZIF-62 MOF玻璃膜的制备和应用展示了其在气体分离领域的巨大潜力,其不仅性能卓越,还具有优异的稳定性和多功能性。
12. 这一创新成果为开发高性能分子筛膜提供了新的途径,有望在实际应用中发挥重要作用。