MOF金屬框架基混合基質膜(MMM)用于CO2捕獲,由于MOFs以單個粒子的形式隨機分散,導致其CO2滲透性不足。
因此,本研究在靜電紡納米纖維的幫助下,在MMM中構建了一個低阻力的連續MOF金屬框架傳輸路徑。
其中,以PAN靜電紡納米纖維氈(NFM)為骨架,獲得連續的ZIF-8納米纖維。
然后,柔性聚乙二醇(PEG)分子被光聚合到ZIF-8@PAN NFM內部的空隙中,形成致密的膜。
因此,ZIF-8顆粒連續分布在PEO基體中,導致MMM中氣體分子運移的阻力較低,這一點可以從SEM截面圖中得到證實。此外,ZIF-8@PAN-x/PEO MMM的熱重較高也表明ZIF-8與PEO之間具有良好的界面相容性。
與純PEO膜相比,ZIF-8@PAN-x/PEO MMMs的CO2滲透性和CO2/N2選擇性均有所提高。
CO2的滲透性增強主要歸功于ZIF-8傳輸路徑的連續性,選擇性的提高主要歸功于納米纖維的重疊和堆疊以及傳輸路徑的曲折。
值得注意的是,與ZIF-8顆粒隨機分散到PEO基體中的ZIF-8/PEO MMM相比,ZIF-8負載量約為16.6?wt%的ZIF-8@PAN-4/PEO MMM的CO2滲透率和CO2/N2選擇性分別提高了52.4%和44.3%。
這是由于ZIF-8輸運路徑的連續性和良好的界面相容性,氣體擴散系數和溶解度系數的結果也證實了這一點。該方法具有**的機械強度和穩定性,為提高CO2的滲透性開辟了一條新的途徑。
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