芳香族脂肪烴分離是一個具有挑戰性但重要的工業過程。滲透蒸發膜技術具有分離這些混合物的潛力。
北京工業大學材料科學與工程學院安全福教授團隊開發了一種定向單層多面體（OMP）膜，該膜由單層有序多面體顆粒組成，並由超支化聚合物錨定。它包含高密度的直的、選擇性的奈米通道，使芳香分子能夠優先運輸。與具有隨機取向的傳統混合基質膜相比，OMP膜提高了含有C6和C7化合物的芳香族-脂肪烴混合物的滲透蒸發分離指數，其效能超過了現有膜的3到10倍。這種高效能證明了OMP膜在烴分子分離方面的潛力及其在石腦油原料增值分離中的應用。
相關成果以題為Aromatic-aliphatic hydrocarbon separation with oriented monolayer polyhedral membrane發表在最新Science期刊。
論文連結：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq5577
總的來說，金屬有機框架（MOF）材料中發現的均勻和定製的孔應使其非常適合基於膜的分離。然而，一個主要的挑戰是找到將渠道定向到同一方向的方法。本研究透過將單層MOF UiO-66旋塗到膜載體上，然後塗覆超支化聚合物以填充MOF顆粒之間的空隙，形成混合基質膜，從而克服了這些挑戰。作者透過分離石腦油中的芳香烴和脂肪烴證明了這些膜的實用性。
圖 1. OMP 膜的設計
圖 2. 分子選擇性傳輸機制
圖3. 分離效能及膜耐久性評價
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。
