Science (New York, N.Y.) · 2022
Rational design of mixed-matrix metal-organic framework membranes for molecular separations.
СтатьяПоддержка исследования: вне правительства СШАНазвание и аннотация: Перевод в очереди
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Datta Shuvo Jit, Mayoral Alvaro, Murthy Srivatsa Bettahalli Narasimha, Bhatt Prashant M, Karunakaran Madhavan, Carja Ionela Daniela, Fan Dong, Graziane M Mileo Paulo, Semino Rocio, Maurin Guillaume, Terasaki Osamu, Eddaoudi Mohamed
Аннотация
Conventional separation technologies to separate valuable commodities are energy intensive, consuming 15% of the worldwide energy. Mixed-matrix membranes, combining processable polymers and selective adsorbents, offer the potential to deploy adsorbent distinct separation properties into processable matrix. We report the rational design and construction of a highly efficient, mixed-matrix metal-organic framework membrane based on three interlocked criteria: (i) a fluorinated metal-organic framework, AlFFIVE-1-Ni, as a molecular sieve adsorbent that selectively enhances hydrogen sulfide and carbon dioxide diffusion while excluding methane; (ii) tailoring crystal morphology into nanosheets with maximally exposed (001) facets; and (iii) in-plane alignment of (001) nanosheets in polymer matrix and attainment of [001]-oriented membrane. The membrane demonstrated exceptionally high hydrogen sulfide and carbon dioxide separation from natural gas under practical working conditions. This approach offers great potential to translate other key adsorbents into processable matrix.