超薄MOF混合基质膜的制备及分离性能研究文献综述
2020-04-28 20:17:41
毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述: 文 献 综 述 金属-有机骨架材料[1](metal-organic frameworks,MOF)由于具有高比表面积、大孔隙率、功能性孔道结构以及种类多样性等特征,在储气、分离、催化、载药和光学等领域受到重视。
其中,制备纯 MOF 膜或基于MOF 的混合基质膜(mixed matrix membranes,MMMs)并用于气体分离,被认为具有潜在的应用前景[2]。
1. MOF材料简介 MOF材料不仅具有高孔隙率、高比表面积、低密度等多孔材料所共有的性质,而且与传统的沸石相比,MOF材料还具有一些独特的优势,其中最为显著的优势是其结构及化学性质的可调节性[3]。
这一优势主要源于有机配体理论上无限多的可能性,是结构中不含有机组分的沸石所无法具备的。
得益于材料对客体分子吸附能力的差异以及孔道尺寸的限制等因素,MOF材料在吸附分离领域具有很大的应用潜力。
在气相分离[4]方面,目前研究较多的体系有天然气净化(CO2/CH4体系)、烟道气分离(CO2/N2体系)及低碳烷烃烯烃和烯烃炔烃的分离(C2H6/C2H4体系、C3H8/C3H6体系、C2H4/C2H2体系)等。
在液相分离中,研究较多的为水体中燃料、无机离子、有机物分子等的脱除及燃油中含氮硫组分的脱除等。
2. 混合基质膜简介 混合基质膜是将填料均匀分布在聚合物基质中所制备的膜的总称,它将聚合物在力学性能、可加工性和成本方面,以及填料在渗透性和选择性方面的优势进行结合,进而打破聚合物膜渗透性与选择性之间的制约关系。
与此同时,混合基质膜的制备易于适应现有的聚合物膜制备的成熟工艺,也避免了晶体材料膜制备中所面临的难度大、成本高、难以放大等问题[5]。
混合基质膜的分离机理由于分散相和连续相对膜结构和分离的影响不同而有所不同。