La tecnología de separación por membranas ofrece un gran potencial debido a su bajo consumo de energía y funcionamiento continuo. Las estructuras organometálicas (MOF) son candidatos ideales para membranas debido a su abundancia de especies, alta porosidad y regulación precisa de las arquitecturas de los poros.
Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el Prof. Yang Weishen y Assoc. El profesor Peng Yuan del Instituto Dalian de Física Química (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS) ha propuesto una nueva estrategia de personalización modular y regulación no destructiva de MOF para separaciones de membrana eficientes.
Este trabajo fue publicado en Angewandte Chemie International Edition el 16 de octubre.
Los investigadores propusieron una estrategia para modularizar membranas de separación MOF personalizadas y sin defectos. La estructura de la membrana constaba de dos módulos paralelos. Uno era un módulo MOF discreto basado en las características de núcleos heterogéneos que se refuerzan mutuamente, lo que condujo a la implementación de la transferencia y separación de masa molecular mediante la explotación de la estructura de poros intrínseca.
El otro era el módulo de poliamida de permeabilidad ultrabaja altamente reticulado formado por la operación de polimerización de interfaz confinada, que era responsable del bloqueo integral de defectos entre los módulos MOF.
Guiado por esta estrategia, el módulo MOF podría reemplazarse aleatoriamente para personalizar la membrana de separación MOF correspondiente, y se podrían producir rápidamente membranas de separación MOF de alto rendimiento. Con la estrategia post-síntesis modificada, el esqueleto del módulo MOF en la membrana se controló sin pérdidas y se duplicó la precisión de la separación.
Los investigadores seleccionaron cuatro MOF con diferentes tamaños de poro/canal y funcionalidades para la fabricación por lotes de membranas MOF sin defectos. Cada membrana mostró completamente el potencial de separación según el tamaño del poro MOF.
Entre ellos, el NH2 -Zn2 Bim4 La membrana exhibió un alto nivel de H2. /CO2 factor de separación de la mezcla de 1656 y H2 Permeabilidad de la unidad de permeación de gas 964. Aprovechando esta estrategia, el rendimiento de la membrana podría mejorarse aún más mediante el intercambio de ligandos post-sintético orientado a la aplicación. El H2 /CO2 la selectividad de la membrana regulada fue aproximadamente un 200% mayor que la de la membrana original.
"Esta estrategia proporciona una ruta manejable para personalizar una gran variedad de membranas de alto rendimiento para cumplir con diferentes requisitos de separación", afirmó el profesor Yang.
Más información: Lun Shu et al, Personalización modular y regulación de estructuras metal-orgánicas para separaciones eficientes de membranas, Edición internacional Angewandte Chemie (2023). DOI:10.1002/anie.202315057
Información de la revista: Edición internacional Angewandte Chemie
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
