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基于膜的气体分离在氢气纯化方面具有显著的能源效率优势，但常受到渗透性和选择性之间固有权衡的限制。为解决这一挑战，本研究首次提出了一种通过持续氢溢流机制提升氢气分离性能的新型混合基质膜(MMM)设计。该MMM将钯功能化的ZIF-67凝胶(Pd@ZIF-67凝胶)网络引入本征微孔聚合物(PIM-1)基质中。ZIF-67凝胶网络作为钯纳米粒子(Pd NPs)的均匀分散介质，产生大量活性位点。这些暴露的位点与ZIF-67的微孔结构协同作用，促进氢气解离并在膜内建立连续的氢溢流通道。这种协同MMM设计显著提高了氢气传输和选择性。在28 wt% Pd@ZIF-67凝胶的最佳负载下，MMMs展现出3620 Barrer的氢气渗透率和417%提升的氢气/甲烷选择性(24.9)，超越了2008年上限。这种方法为开发气体分离应用的先进材料铺平了道路。
原文链接
Boosting Hydrogen Transport in Mixed Matrix Membranes Through Continuous Spillover Via Pd‐Functionalized MOF Gel Networks
Adv. Funct. Mater. (IF 18.5)
Pub Date : 2024-11-04
DOI : 10.1002/adfm.202417186
Keming Zhang, Xiaohe Tian, Zhe Xu, Haishan Huan, Rui Zhang, Xiaoting Feng, Qingnan Wang, Yanting Tang, Chenlu Liu, Shaofei Wang
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