Una nueva membrana compuesta de MOF flexible y sólida potencia la separación H2/CO2
La tecnología de separación basada en membranas de tamiz molecular, que se caracteriza por su bajo consumo de energía y su pequeña huella de carbono, ha atraído mucha atención en la separación de gases.
Una bala de plata para la innovación en membranas: la membrana compuesta flexible y sin defectos establece un nuevo récord para las series de membranas MOF en la separación H2/CO2.
DICP
Los marcos metal-orgánicos (MOF) son prometedores en las membranas de separación de gases debido a sus estructuras diversificadas, su alta porosidad y sus funcionalidades a medida. Sin embargo, la fabricación de membranas de MOF sin defectos sigue siendo un reto.
Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el profesor YANG Weishen y el doctor PENG Yuan, del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS), ha fabricado una membrana compuesta de MOF flexible y sólida sobre un sustrato comercial de fluoruro de polivinilideno (PVDF).
Dentro de la estructura de la membrana, las partículas sólidas de Zn2(Benzimidazolate)4 orientadas casi verticalmente y cultivadas en el sustrato de PVDF proporcionaron entradas de gas de cribado molecular predominantes, mientras que la poliamida blanda eliminó los defectos que encerraban las partículas de MOF, lo que dio lugar a un mejor rendimiento en la separación de H2/CO2.
Esta robusta membrana compuesta libre de defectos mostró una extraordinaria capacidad antiinflamatoria en materias primas condensables. Mostró una precisión de separación superior para grandes exclusiones de C2H6 y C3H8.
Además, los investigadores prepararon la membrana compuesta de Zn2(Bim)4 con una carga de MOF ultra alta y una excelente flexibilidad. Después de plegar y desplegar la membrana a 90° durante 50 veces consecutivas o de enrollarla en un tubo de 3 mm de diámetro (la mayor curvatura de flexión que pueden soportar las membranas de MOF), el rendimiento de separación de la membrana siguió siendo exactamente el mismo.
También se fabricaron las series de membranas compuestas de fuerza de inserción cero (ZIF)-67 y ZIF-8. Aprovechando la eliminación de los defectos, se aprovechó al máximo la capacidad intrínseca de cribado molecular de las partículas de MOF.
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