Nature Materials：用于解决CH4/N2分离问题的ZIF-62玻璃泡沫自支撑膜

NavyLIu

2023-05-12

具有超高渗透性和实用选择性的膜可以大大降低工业气体分离（如CH₄/N₂分离）的成本。由多孔材料（如金属-有机框架）制成的先进膜可以实现良好的气体分离性能，然而它们通常形成在支撑层上或与聚合物基质混合，从而限制了气体渗透性。这里，天津工业大学仲崇立、乔志华、天津大学Michael D. Guiver报道了用于解决CH₄/N₂分离问题的ZIF-62玻璃泡沫自支撑膜。

本文要点：

1) 作者通过聚合物热分解辅助熔融策略合成了无定形玻璃泡沫a_gfZIF-62，其中a、g和f分别表示无定形、玻璃和泡沫。从结晶沸石咪唑骨架ZIF-62开始，掺入的低分子量聚乙烯亚胺热分解释放出CO₂、NH₃和H₂O气体可以产生大量和各种各样的孔。这大大增加了孔的互连性，并保持了结晶ZIF-62的超微孔，其具有超高气体渗透性和良好选择性。

2) 厚度为200–330 µm且面积为8.55 cm²的自支撑圆形a_gfZIF-62可用于膜分离。该膜具有良好的分离性能，其中CH₄渗透率为30000–50000个单位气体渗透率，比其他报道的膜高大约两个数量级，并且其具有良好的CH₄/N₂选择性。

参考文献：

Zibo Yang et.al ZIF-62 glass foam self-supported membranes to address CH₄/N₂ separations Nature Materials 2023

DOI: 10.1038/s41563-023-01545-w

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01545-w