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立博app手机版:膜材料与膜过程研究所团队在《Chemical Communications》上发表最新研究成果

发布人:魏飞 发布时间:2024-05-20

原文信息


研究亮点

受水分在树干中垂直传输启发,设计了垂直阵列膜,大大缩短了传输路径,降低了传输阻力。

该垂直阵列膜对氢气的渗透量(2.7×10-7 mol m-2s-1Pa-1)较水平阵列膜高一个数量级。

该膜在100 h的连续测试中展现出较好的稳定性。

文章简介

由于膜分离技术具有无相变、能耗低、分离效率高、设备简单占地面积小、操作简单、可连续操作性强等优势,在CO2的捕集和封存方面具有较好的前景。近年来,二维材料以其独特的微结构,在分离膜领域被广泛研究。二维材料分离膜基于传输孔道尺寸筛分机理,以层内的缺陷孔和层间的狭缝孔以及层间间距为传输通道,致使气体分子在膜内的传输路径成“之”字型,传输距离长,阻力大。受水分在树干中垂直传输启发,本研究采用Zn箔还原法制备了自支撑的MXene/rGO膜,结合物理切割组装了了具有垂直通道的MXene/rGO膜(V-MXene/rGO)。与水平阵列膜的平行曲折通道相比,V-MXene/rGO膜的层间通道与气体传输通道平行,扩散阻力较低,气体分子更容易扩散传递,氢气渗透量(2.7×10-7 mol m-2s-1Pa-1)较水平阵列膜高一个数量级,且100 h的连续稳定性测试中无衰减,展现了较好的应用前景。

1 V-MXene/rGO膜气体传输示意图

该成果以题为“A vertically-stacked MXene/rGO composite membrane for highly efficient H2/CO2 separation”在Chemical Communication(自然指数期刊)期刊发表(Chem. Commun., 2024,60, 5177-5180)。硕士研究生董昭蕊和范议议博士为共同第一作者,杨乃涛教授、孟秀霞教授和Jaka Sunarso教授为通讯作者。

原文链接:https://doi.org/10.1039/D4CC00481G.

 

 


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