Metaal-organische raamwerk (MOF) membranen zijn veelbelovend voor energie-efficiënte chemische scheidingen. Echter, het microstructurele ontwerp van deze membranen blijft een uitdaging.

Onlangs, een onderzoeksgroep onder leiding van Prof. Yang Weishen en Dr. Ban Yujie van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen stelde een zeolitisch imidazolaatraamwerk (ZIF)-L-membraan voor met een composietarchitectuur met membraan-interlocked-ondersteuning voor H ₂ /CO ₂ scheiding.

De studie is gepubliceerd in Wetenschapsbulletin .

De onderzoekers hebben het ZIF-L-membraan volledig in de holtes van de aluminiumoxidedrager opgesloten via een grensvlakmontageproces, waardoor een composietarchitectuur met membraan-interlocked-support (MIS) ontstaat. Het presenteerde schijnbare nul-dikte, georiënteerde membraanlaag en versterkte kristalgrenzen, wat bijdroeg tot een hoge permeantie en een hoge selectiviteit.

De membranen vertoonden gemiddeld H ₂ permeantie van meer dan 4000 GPU en H ₂ /CO ₂ scheidingsfactor (SF) van meer dan 200, vallen in de industriële doelzone.

Verder, het ZIF-L-membraan vertoonde mechanische stabiliteit, herhaaldelijk geschraapt door een stuk siliconenrubber waardoor geen selectiviteitsverlies optreedt.

Eerder, de groep werkte samen met Prof. LI Weixue van de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China om de anisotrope massaoverdrachtssnelheid door de twee soorten kanalen van ZIF-L te identificeren door middel van moleculaire dynamische simulaties, het geven van voorlopige richtlijnen voor dit onderzoek.