Incorporating Microporous Zn<sub>3</sub> and Zn<sub>2</sub>Cd MOFs into Pebax/PVDF Mixed Matrix Membranes for Improved Carbon Dioxide Separation Performance
Notice bibliographique
Résumé
A pair of related metal–organic frameworks ( Zn 3 and Zn 2 Cd ) developed in our group were incorporated into Pebax 30R51 and PVDF Kynar 761 polymers to fabricate mixed matrix membranes (MMMs). These MOFs were chosen due to the carbon dioxide molecular sieving ability of Zn 3, and the slightly larger pore aperture of Zn 2 Cd that allows carbon dioxide and larger gases to enter the pores. For Pebax-based MMMs, this work demonstrated an over two-fold and four-and-a-half-fold increase in carbon dioxide permeability for Zn 3 - (15 wt %) and Zn 2 Cd -containing (10 wt %) MMMs over the pristine polymer. Separation selectivity (CO 2:N 2 ) of 4.21 and 7.33 were observed for Zn 3 and Zn 2 Cd (10 wt %). For PVDF-based MMMs, the incorporation of Zn 3 and Zn 2 Cd (10 wt %) increased the carbon dioxide permeability approximately two- and three-fold. The CO 2 /N 2 selectivity of the PVDF membranes increased 73% (1.01 to 1.86) and 68% (1.01 to 1.68) when 15 wt % Zn 3 and Zn 2 Cd were incorporated into PVDF. The improved performance of Pebax over PVDF based MMMs is attributed to matching the permeability of the polymer bulk phase (Pebax over PVDF) and the dispersed phase ( Zn 3 and Zn 2 Cd) . The lower permeability allows the MOF, which has slow kinetics associated with molecular sieving, to participate in the permeation process better. With regards to Zn 3 vs Zn 2 Cd, while Zn 3 acts as a molecular sieve and Zn 2 Cd does not, we hypothesize that the faster diffusion of carbon dioxide gas in Zn 2 Cd can outcompete the lower nitrogen gas permeability and molecular sieving properties of Zn 3 . However, we expect that further increasing the pore aperture would increase the permeabilities of nitrogen gas such that differences in diffusion kinetics due to molecular size would be unimportant.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».