化学学报 ›› 2022, Vol. 80 ›› Issue (3): 340-358.DOI: 10.6023/A21120545 上一篇 下一篇
所属专题: 中国科学院青年创新促进会合辑
综述
李崇b, 李娜b, 常立美b, 谷志刚a,b,*(), 张健a,b
投稿日期:
2021-12-05
发布日期:
2022-01-07
通讯作者:
谷志刚
作者简介:
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李崇, 中国科学院福建物质结构研究所与福州大学联合培养2021级硕士研究生, 主要从事MOF薄膜的制备与应用研究. |
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李娜, 中国科学院福建物质结构研究所与福州大学联合培养2020级硕士研究生, 主要从事MOF薄膜的制备与应用研究. |
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谷志刚, 中国科学院福建物质结构研究所研究员, 中国科学院青年创新促进会会员, 博士生导师. 2014年获卡尔斯鲁厄理工大学(KIT)博士学位, 随后在KIT从事博后研究, 2015年在中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室任副研究员、2018晋升为研究员和博士生导师. 主要从事表面配位金属-有机框架薄膜(SURMOF)的组装及其在多个领域的功能与应用研究, 包括拓展其在非线性光学(光限幅)、光电薄膜器件、分子(手性)识别与分离等领域. |
基金资助:
Chong Lib, Na Lib, Limei Changb, Zhigang Gua,b(), Jian Zhanga,b
Received:
2021-12-05
Published:
2022-01-07
Contact:
Zhigang Gu
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发展高效、绿色且节能的物质分离与纯化技术具有重要意义, 气体分离更是在工业、能源、医疗及科技等领域有着广泛的应用. 传统的聚合物膜在实现高效气体分离方面还面临许多挑战, 新型分离膜材料的开发是当前研究热点和难点. 金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料作为一种新兴多孔配位聚合物, 由于其具有独特可设计的拓扑结构以及可调节的功能而受到科学家们的广泛关注. 为了克服粉体或块体MOFs很难被高效用于气体分离的难题, 开发可用于分离的MOFs膜材料是一项具有重要意义且具有挑战性的任务. HKUST-1作为一种代表性的MOFs材料, 由于其结构稳定且原料经济并具有多级孔径的结构, 常被用作制备成膜材料用于气体分离的研究和实际应用. 总结了近十年HKUST-1膜的制备方法及其气体分离性能的研究进展, 并对这个方向的研究提出了自己的看法和展望.
李崇, 李娜, 常立美, 谷志刚, 张健. 金属-有机框架HKUST-1膜在气体分离中研究进展※[J]. 化学学报, 2022, 80(3): 340-358.
Chong Li, Na Li, Limei Chang, Zhigang Gu, Jian Zhang. Research Progresses of Metal-organic Framework HKUST-1-Based Membranes in Gas Separations※[J]. Acta Chimica Sinica, 2022, 80(3): 340-358.
气体 | 混合组分气体通量/ (10–6 mol•m-2•s-1•Pa-1) | 单组分气体通量/ (10–6 mol•m-2•s-1•Pa-1) | 分离因子 | 理想分离因子 | Knudsen扩散系数 |
---|---|---|---|---|---|
H2 | 0.148 | 0.161 | 10.20 | 8.75 | 3.74 |
N2 | 0.0145 | 0.0184 | |||
H2 | 0.152 | 0.161 | 11.34 | 8.13 | 2.83 |
CH4 | 0.0134 | 0.0198 | |||
H2 | 0.143 | 0.161 | 10.07 | 9.53 | 4.69 |
CO2 | 0.0142 | 0.0169 |
气体 | 混合组分气体通量/ (10–6 mol•m-2•s-1•Pa-1) | 单组分气体通量/ (10–6 mol•m-2•s-1•Pa-1) | 分离因子 | 理想分离因子 | Knudsen扩散系数 |
---|---|---|---|---|---|
H2 | 0.148 | 0.161 | 10.20 | 8.75 | 3.74 |
N2 | 0.0145 | 0.0184 | |||
H2 | 0.152 | 0.161 | 11.34 | 8.13 | 2.83 |
CH4 | 0.0134 | 0.0198 | |||
H2 | 0.143 | 0.161 | 10.07 | 9.53 | 4.69 |
CO2 | 0.0142 | 0.0169 |
气体 | 渗透率/ (10-7 mol•m-2•s-1•Pa-1) | H2的理想 选择性 | H2的分 离因子 | |
---|---|---|---|---|
单组分 气体 | H2 | 7.48 | — | — |
CH4 | 2.57 | 2.9 | — | |
N2 | 2.00 | 3.7 | — | |
CO2 | 1.48 | 5.1 | — | |
混合 气体 | H2 | 5.16 | — | 3 |
CH4 | 1.68 | — | ||
H2 | 4.79 | — | 3.7 | |
N2 | 1.25 | — | ||
H2 | 6.74 | — | 4.6 | |
CO2 | 1.40 | — |
气体 | 渗透率/ (10-7 mol•m-2•s-1•Pa-1) | H2的理想 选择性 | H2的分 离因子 | |
---|---|---|---|---|
单组分 气体 | H2 | 7.48 | — | — |
CH4 | 2.57 | 2.9 | — | |
N2 | 2.00 | 3.7 | — | |
CO2 | 1.48 | 5.1 | — | |
混合 气体 | H2 | 5.16 | — | 3 |
CH4 | 1.68 | — | ||
H2 | 4.79 | — | 3.7 | |
N2 | 1.25 | — | ||
H2 | 6.74 | — | 4.6 | |
CO2 | 1.40 | — |
聚合物 | 负载量(φ/%) | 渗透性a/Barrer | 选择性 | |||
---|---|---|---|---|---|---|
O2 | CO2 | O2/N2 | CO2/CH4 | |||
Ultem 1000 | 21.32 | 1.15 | 4.34 | 7.62 | 42.16 | |
Matrimide 5218 | 19.67 | 5.20 | 24.8 | 6.66 | 37.8 | |
RODPA/TMPDA | 21.30 | 29.50 | 155.0 | 4.91 | 27.5 | |
6FDA/TMPDA | 22.53 | 318.0 | 1560 | 3.40 | 18.76 |
聚合物 | 负载量(φ/%) | 渗透性a/Barrer | 选择性 | |||
---|---|---|---|---|---|---|
O2 | CO2 | O2/N2 | CO2/CH4 | |||
Ultem 1000 | 21.32 | 1.15 | 4.34 | 7.62 | 42.16 | |
Matrimide 5218 | 19.67 | 5.20 | 24.8 | 6.66 | 37.8 | |
RODPA/TMPDA | 21.30 | 29.50 | 155.0 | 4.91 | 27.5 | |
6FDA/TMPDA | 22.53 | 318.0 | 1560 | 3.40 | 18.76 |
膜 | CO2渗透性b/ Barrer | CO2/N2 选择性 |
---|---|---|
Matrimid | 10.4±0.1 | 31.0±3.0 |
Matrimid+HKUST-1-0NH2 (w=10%) | 15.5±1.7 | 32.3±0.2 |
Matrimid+HKUST-1-0NH2 (w=20%) | 22.2±3.4 | 33.8±3.4 |
Matrimid+HKUST-1-25NH2 (w=10%) | 12.3±0.5 | 39.4±0.8 |
Matrimid+HKUST-1-25NH2 (w=20%) | 13.0±0.2 | 42.7±0.9 |
膜 | CO2渗透性b/ Barrer | CO2/N2 选择性 |
---|---|---|
Matrimid | 10.4±0.1 | 31.0±3.0 |
Matrimid+HKUST-1-0NH2 (w=10%) | 15.5±1.7 | 32.3±0.2 |
Matrimid+HKUST-1-0NH2 (w=20%) | 22.2±3.4 | 33.8±3.4 |
Matrimid+HKUST-1-25NH2 (w=10%) | 12.3±0.5 | 39.4±0.8 |
Matrimid+HKUST-1-25NH2 (w=20%) | 13.0±0.2 | 42.7±0.9 |
膜 | C2H4渗透性b/ Barrer | C2H4/C2H6 选择性 |
---|---|---|
ODPA-TMPDA | 6.3±0.4 | 3.9±0.4 |
ODPA-TMPDA+HKUST-1 (w=10%) | 13.6±1.7 | 3.6±0.3 |
ODPA-TMPDA+HKUST-1 (w=20%) | 16.0±0.2 | 3.4±0.2 |
6FDA-TMPDA | 108±7.2 | 2.5±0.1 |
6FDA-TMPDA+HKUST-1 (w=10%) | 148±11.8 | 2.5±0.5 |
6FDA-TMPDA+HKUST-1 (w=20%) | 183±3.8 | 2.4±0.1 |
膜 | C2H4渗透性b/ Barrer | C2H4/C2H6 选择性 |
---|---|---|
ODPA-TMPDA | 6.3±0.4 | 3.9±0.4 |
ODPA-TMPDA+HKUST-1 (w=10%) | 13.6±1.7 | 3.6±0.3 |
ODPA-TMPDA+HKUST-1 (w=20%) | 16.0±0.2 | 3.4±0.2 |
6FDA-TMPDA | 108±7.2 | 2.5±0.1 |
6FDA-TMPDA+HKUST-1 (w=10%) | 148±11.8 | 2.5±0.5 |
6FDA-TMPDA+HKUST-1 (w=20%) | 183±3.8 | 2.4±0.1 |
膜 | 渗透性a/Barrer | 理想选择性 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
He | CH4 | N2 | He/CH4 | He/N2 | ||
纯聚酰亚胺 | 23.1 | 0.18 | 0.23 | 131.1 | 98.6 | |
10% Cu-BTC-R | 36.09 | 0.18 | 0.24 | 200.5 | 150.3 | |
20% Cu-BTC-R | 51.9 | 0.19 | 0.26 | 273.5 | 199.9 | |
30% Cu-BTC-R | 57.03 | 0.19 | 0.27 | 300.1 | 211.2 | |
40% Cu-BTC-R | 66.4 | 0.18 | 0.25 | 369.1 | 265.8 | |
45% Cu-BTC-R | 74.5 | 0.35 | 0.34 | 212.9 | 219.2 | |
5% Cu-BTC-N | 27.2 | 0.2 | 0.25 | 136.2 | 109 | |
10% Cu-BTC-N | 34.8 | 0.29 | 0.33 | 120.03 | 105.4 | |
15% Cu-BTC-N | 40.1 | 0.52 | 0.49 | 77.1 | 81.8 | |
努森选择性 | — | — | — | 1.99 | 2.64 |
膜 | 渗透性a/Barrer | 理想选择性 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
He | CH4 | N2 | He/CH4 | He/N2 | ||
纯聚酰亚胺 | 23.1 | 0.18 | 0.23 | 131.1 | 98.6 | |
10% Cu-BTC-R | 36.09 | 0.18 | 0.24 | 200.5 | 150.3 | |
20% Cu-BTC-R | 51.9 | 0.19 | 0.26 | 273.5 | 199.9 | |
30% Cu-BTC-R | 57.03 | 0.19 | 0.27 | 300.1 | 211.2 | |
40% Cu-BTC-R | 66.4 | 0.18 | 0.25 | 369.1 | 265.8 | |
45% Cu-BTC-R | 74.5 | 0.35 | 0.34 | 212.9 | 219.2 | |
5% Cu-BTC-N | 27.2 | 0.2 | 0.25 | 136.2 | 109 | |
10% Cu-BTC-N | 34.8 | 0.29 | 0.33 | 120.03 | 105.4 | |
15% Cu-BTC-N | 40.1 | 0.52 | 0.49 | 77.1 | 81.8 | |
努森选择性 | — | — | — | 1.99 | 2.64 |
膜 | 渗透性a/Barrer | 混合气体选择性 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
He | CH4 | N2 | He/CH4 | He/N2 | ||
纯聚酰亚胺 | 22.7 | 0.19 | 0.23 | 119.4 | 98.7 | |
10% Cu-BTC-R | 35.8 | 0.19 | 0.25 | 188.4 | 143.2 | |
20% Cu-BTC-R | 50.2 | 0.21 | 0.26 | 239 | 193.1 | |
30% Cu-BTC-R | 55.2 | 0.2 | 0.29 | 276 | 190.3 | |
40% Cu-BTC-R | 64.3 | 0.19 | 0.26 | 338.4 | 247.3 | |
45% Cu-BTC-R | 70.4 | 0.38 | 0.35 | 185.2 | 201.1 | |
5% Cu-BTC-N | 25.7 | 0.21 | 0.25 | 122.3 | 102.8 | |
10% Cu-BTC-N | 30.5 | 0.32 | 0.35 | 95.3 | 87.1 | |
15% Cu-BTC-N | 37.5 | 0.56 | 0.51 | 66.7 | 73.5 |
膜 | 渗透性a/Barrer | 混合气体选择性 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
He | CH4 | N2 | He/CH4 | He/N2 | ||
纯聚酰亚胺 | 22.7 | 0.19 | 0.23 | 119.4 | 98.7 | |
10% Cu-BTC-R | 35.8 | 0.19 | 0.25 | 188.4 | 143.2 | |
20% Cu-BTC-R | 50.2 | 0.21 | 0.26 | 239 | 193.1 | |
30% Cu-BTC-R | 55.2 | 0.2 | 0.29 | 276 | 190.3 | |
40% Cu-BTC-R | 64.3 | 0.19 | 0.26 | 338.4 | 247.3 | |
45% Cu-BTC-R | 70.4 | 0.38 | 0.35 | 185.2 | 201.1 | |
5% Cu-BTC-N | 25.7 | 0.21 | 0.25 | 122.3 | 102.8 | |
10% Cu-BTC-N | 30.5 | 0.32 | 0.35 | 95.3 | 87.1 | |
15% Cu-BTC-N | 37.5 | 0.56 | 0.51 | 66.7 | 73.5 |
基底 | 合成方法 | 膜厚度/μm | 渗透率/ (10–7 mol•m–2•s–1•Pa–1) | 理想选择性 | 年份 | 参考文献 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
H2/N2 | H2/CO2 | H2/CH4 | |||||||||||||||
多孔氧化铝 | 原位生长 | 20 | 0.02 (190 ℃) | 23 (190 ℃) | 4.03 (190 ℃) | — | 2009 | [ | |||||||||
铜网 | 种子二次生长 | 60 | 12.7 | 4.6 | 4.52 | 7.8 | 2009 | [ | |||||||||
α-Al2O3 | 种子二次生长 | 25 | 18.5 | 3.7 | 3.5 | 2.4 | 2010 | [ | |||||||||
α-Al2O3 | SBS二次生长 | 25 | 7.48 | 3.7 | 5.1 | 2.9 | 2011 | [ | |||||||||
不锈钢网 | 原位生长 | — | 13.9 | 5.08 | 8.68 | 7.93 | 2012 | [ | |||||||||
α-Al2O3中空陶瓷纤维(HCFs) | 种子二次生长 | 13 | 0.725 | 8.66 | 13.56 | 6.19 | 2012 | [ | |||||||||
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子生长法 | 5 | 15.8 | 3.7 | 4.7 | 2.8 | 2013 | [ | |||||||||
阳极氧化铝(AAO) | 种子二次生长 | 50 | 1.8 | 4.2 | 4.8 | 3 | 2013 | [ | |||||||||
α-Al2O3 | 反扩散法 | — | 0.998 (2 h) | 4.92 | 4.9 | 4.01 | 2013 | [ | |||||||||
— | 0.21 (4 h) | 28.6 | 3.82 | 24.6 | |||||||||||||
40 | 0.09 (6 h) | 123 | 3.69 | 153 | |||||||||||||
α-Al2O3 | 二次生长法 | 12.5 | 0.175 | 7.5 | 5.3 | 4.4 | 2013 | [ | |||||||||
聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维 | 压力辅助室温生长 | 6.5 | 20.1 | 3.3 | 4.2 | 2.5 | 2014 | [ | |||||||||
不锈钢 | 电沉积 | — | 8.5 | 3.9 | 4.6 | — | 2015 | [ | |||||||||
聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维 | 原位生长 | 43 | 84.6 | 5.87 | 7.3 | — | 2015 | [ | |||||||||
阳极氧化铝(AAO) | 种子二次生长 | 8 | 16.7 | 6.77 | 5.63 | 7.71 | 2016 | [ | |||||||||
多孔泡沫镍 | 纳米微结构辅助定向可控制备法 | 20 | 27.41 | 5.2 | 6 | 3.7 | 2016 | [ | |||||||||
50 | 19.00 | 4.4 | 6.2 | 3.1 | |||||||||||||
70 | 10.96 | 5 | 6.9 | 3.6 | |||||||||||||
100 | 7.81 | 5.1 | 7.5 | 3.8 | |||||||||||||
不锈钢网 | 原位生长 | — | 7.61 | 5.6 | 9.74 | 6.7 | 2017 | [ | |||||||||
纳米多孔聚合物(np-PET) | 液相外延生长(LPE) | — | 2.4 | 11.14 | 1.2 | 10.66 | 2018 | [ | |||||||||
SiO2 | 原位生长 | — | 1.61 | 10.2 | 10.07 | 11.34 | 2018 | [ | |||||||||
氧化石墨烯(GO) | 原位生长 | 0.1~0.3 | 5.77 | — | 73.2 | — | 2018 | [ | |||||||||
Al2O3 | 原位生长 | 72 | 11.9 | 9.69 | 12.04 | 7.77 | 2020 | [ |
基底 | 合成方法 | 膜厚度/μm | 渗透率/ (10–7 mol•m–2•s–1•Pa–1) | 理想选择性 | 年份 | 参考文献 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
H2/N2 | H2/CO2 | H2/CH4 | |||||||||||||||
多孔氧化铝 | 原位生长 | 20 | 0.02 (190 ℃) | 23 (190 ℃) | 4.03 (190 ℃) | — | 2009 | [ | |||||||||
铜网 | 种子二次生长 | 60 | 12.7 | 4.6 | 4.52 | 7.8 | 2009 | [ | |||||||||
α-Al2O3 | 种子二次生长 | 25 | 18.5 | 3.7 | 3.5 | 2.4 | 2010 | [ | |||||||||
α-Al2O3 | SBS二次生长 | 25 | 7.48 | 3.7 | 5.1 | 2.9 | 2011 | [ | |||||||||
不锈钢网 | 原位生长 | — | 13.9 | 5.08 | 8.68 | 7.93 | 2012 | [ | |||||||||
α-Al2O3中空陶瓷纤维(HCFs) | 种子二次生长 | 13 | 0.725 | 8.66 | 13.56 | 6.19 | 2012 | [ | |||||||||
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子生长法 | 5 | 15.8 | 3.7 | 4.7 | 2.8 | 2013 | [ | |||||||||
阳极氧化铝(AAO) | 种子二次生长 | 50 | 1.8 | 4.2 | 4.8 | 3 | 2013 | [ | |||||||||
α-Al2O3 | 反扩散法 | — | 0.998 (2 h) | 4.92 | 4.9 | 4.01 | 2013 | [ | |||||||||
— | 0.21 (4 h) | 28.6 | 3.82 | 24.6 | |||||||||||||
40 | 0.09 (6 h) | 123 | 3.69 | 153 | |||||||||||||
α-Al2O3 | 二次生长法 | 12.5 | 0.175 | 7.5 | 5.3 | 4.4 | 2013 | [ | |||||||||
聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维 | 压力辅助室温生长 | 6.5 | 20.1 | 3.3 | 4.2 | 2.5 | 2014 | [ | |||||||||
不锈钢 | 电沉积 | — | 8.5 | 3.9 | 4.6 | — | 2015 | [ | |||||||||
聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维 | 原位生长 | 43 | 84.6 | 5.87 | 7.3 | — | 2015 | [ | |||||||||
阳极氧化铝(AAO) | 种子二次生长 | 8 | 16.7 | 6.77 | 5.63 | 7.71 | 2016 | [ | |||||||||
多孔泡沫镍 | 纳米微结构辅助定向可控制备法 | 20 | 27.41 | 5.2 | 6 | 3.7 | 2016 | [ | |||||||||
50 | 19.00 | 4.4 | 6.2 | 3.1 | |||||||||||||
70 | 10.96 | 5 | 6.9 | 3.6 | |||||||||||||
100 | 7.81 | 5.1 | 7.5 | 3.8 | |||||||||||||
不锈钢网 | 原位生长 | — | 7.61 | 5.6 | 9.74 | 6.7 | 2017 | [ | |||||||||
纳米多孔聚合物(np-PET) | 液相外延生长(LPE) | — | 2.4 | 11.14 | 1.2 | 10.66 | 2018 | [ | |||||||||
SiO2 | 原位生长 | — | 1.61 | 10.2 | 10.07 | 11.34 | 2018 | [ | |||||||||
氧化石墨烯(GO) | 原位生长 | 0.1~0.3 | 5.77 | — | 73.2 | — | 2018 | [ | |||||||||
Al2O3 | 原位生长 | 72 | 11.9 | 9.69 | 12.04 | 7.77 | 2020 | [ |
基底 | 方法 | 膜厚度/μm | 渗透率/ (10–7 mol•m–2•s–1•Pa–1) | 理想选择性 | 年份 | 参考 文献 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
CH4/N2 | CH4/CO2 | ||||||
α-Al2O3 | 种子二次生长 | 25 | 8 | 1.57 | 1.57 | 2010 | [ |
α-Al2O3 | SBS二次生长 | 25 | 2.57 | 1.28 | 1.76 | 2011 | [ |
α-Al2O3中空陶瓷纤维(HCFs) | 种子二次生长 | 13 | 0.125 | 1.24 | 2.27 | 2012 | [ |
不锈钢网 | 原位生长 | — | 1.75 | 0.64 | 1.09 | 2012 | [ |
阳极氧化铝(AAO) | 种子二次生长 | 50 | 0.6 | 1.4 | 1.6 | 2013 | [ |
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子二次生长法 | 30 | 11.2 | 1.32 | 1.71 | 2013 | [ |
氢氧化铜纳米链 (CHNs) | 种子生长法 | 5 | 6.32 | 1.32 | 1.68 | 2013 | [ |
α-Al2O3 | 二次生长法 | 12.5 | 0.04 | 1.7 | 1.2 | 2013 | [ |
α-Al2O3 | 反扩散法 | — | 0.249 (2 h) | 1.23 | 1.22 | 2013 | [ |
— | 0.00831 (4 h) | 1.16 | 0.155 | ||||
40 | 0.00059 (6 h) | 0.804 | 0.024 | ||||
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子生长法 | 2.5 | 7.4(立方体) | — | 1.67(立方体) | 2014 | [ |
5 | 6.4(立方八面体) | — | 1.67(立方八面体) | ||||
5 | 5.6(八面体) | — | 1.64(八面体) | ||||
多孔泡沫镍 | 纳米微结构辅助定向可控制备法 | 20 | 7.32 | 1.39 | 1.61 | 2016 | [ |
50 | 6.10 | 1.42 | 1.99 | ||||
70 | 3.00 | 1.38 | 1.9 | ||||
100 | 2.08 | 1.35 | |||||
SiO2 | 原位生长 | — | 0.198 | 1.08 | 1.17 | 2018 | [ |
Al2O3 | 原位生长 | 72 | 7.42 | 1.27 | 1.92 | 2020 | [ |
基底 | 方法 | 膜厚度/μm | 渗透率/ (10–7 mol•m–2•s–1•Pa–1) | 理想选择性 | 年份 | 参考 文献 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
CH4/N2 | CH4/CO2 | ||||||
α-Al2O3 | 种子二次生长 | 25 | 8 | 1.57 | 1.57 | 2010 | [ |
α-Al2O3 | SBS二次生长 | 25 | 2.57 | 1.28 | 1.76 | 2011 | [ |
α-Al2O3中空陶瓷纤维(HCFs) | 种子二次生长 | 13 | 0.125 | 1.24 | 2.27 | 2012 | [ |
不锈钢网 | 原位生长 | — | 1.75 | 0.64 | 1.09 | 2012 | [ |
阳极氧化铝(AAO) | 种子二次生长 | 50 | 0.6 | 1.4 | 1.6 | 2013 | [ |
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子二次生长法 | 30 | 11.2 | 1.32 | 1.71 | 2013 | [ |
氢氧化铜纳米链 (CHNs) | 种子生长法 | 5 | 6.32 | 1.32 | 1.68 | 2013 | [ |
α-Al2O3 | 二次生长法 | 12.5 | 0.04 | 1.7 | 1.2 | 2013 | [ |
α-Al2O3 | 反扩散法 | — | 0.249 (2 h) | 1.23 | 1.22 | 2013 | [ |
— | 0.00831 (4 h) | 1.16 | 0.155 | ||||
40 | 0.00059 (6 h) | 0.804 | 0.024 | ||||
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子生长法 | 2.5 | 7.4(立方体) | — | 1.67(立方体) | 2014 | [ |
5 | 6.4(立方八面体) | — | 1.67(立方八面体) | ||||
5 | 5.6(八面体) | — | 1.64(八面体) | ||||
多孔泡沫镍 | 纳米微结构辅助定向可控制备法 | 20 | 7.32 | 1.39 | 1.61 | 2016 | [ |
50 | 6.10 | 1.42 | 1.99 | ||||
70 | 3.00 | 1.38 | 1.9 | ||||
100 | 2.08 | 1.35 | |||||
SiO2 | 原位生长 | — | 0.198 | 1.08 | 1.17 | 2018 | [ |
Al2O3 | 原位生长 | 72 | 7.42 | 1.27 | 1.92 | 2020 | [ |
基底 | 方法 | 膜厚度/μm | 渗透率/ (10–7 mol•m–2•s–1•Pa–1) | CO2/N2理想 选择性 | 年份 | 参考 文献 |
---|---|---|---|---|---|---|
铜网 | 水热法 | — | 2.81 | 1 | 2009 | [ |
α-Al2O3 | 种子二次生长 | 25 | 5 | 0.64 | 2010 | [ |
α-Al2O3 | SBS二次生长 | 25 | 1.48 | 0.73 | 2011 | [ |
α-Al2O3中空陶瓷纤维(HCFs) | 种子二次生长 | 13 | 0.055 | 0.54 | 2012 | [ |
多孔六钛酸钾圆盘 | 原位溶剂热生长 | 25~30 | 4.118 | 0.76 | 2012 | [ |
不锈钢网 | 原位生长 | — | 1.6 | 0.59 | 2012 | [ |
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子二次生长法 | 30 | 6.54 | 0.77 | 2013 | [ |
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子二次生长法 | 5 | 3.76 | 0.79 | 2013 | [ |
α-Al2O3 | 二次生长法 | 12.5 | 0.033 | 1.42 | 2013 | [ |
α-Al2O3 | 反扩散法 | — | 0.204 (2 h) | 1 | 2013 | [ |
— | 0.0536 (4 h) | 7.49 | ||||
40 | 0.0245 (6 h) | 33.33 | ||||
聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维 | 压力辅助室温生长 | 6.5 | 4.79 | 0.79 | 2014 | [ |
PVDF中空纤维 | 原位生长 | 43 | 11.58 | 0.8 | 2015 | [ |
多孔泡沫镍 | 纳米微结构辅助定向可控制备法 | ≈20 | 4.54 | 0.86 | 2016 | [ |
≈50 | 3.07 | 0.712 | ||||
70 | 1.58 | 0.728 | ||||
100 | 1.04 | 0.675 | ||||
不锈钢网 | 原位生长 | — | 0.765 | 0.57 | 2017 | [ |
SiO2 | 原位生长 | — | 0.169 | 0.92 | 2018 | ]110] |
Al2O3 | 原位生长 | 72 | 3.87 | 0.66 | 2020 | [ |
纳米多孔聚合物(np-PET) | 液相外延(LPE)生长 | — | 0.285 | 13.2 | 2020 | [ |
基底 | 方法 | 膜厚度/μm | 渗透率/ (10–7 mol•m–2•s–1•Pa–1) | CO2/N2理想 选择性 | 年份 | 参考 文献 |
---|---|---|---|---|---|---|
铜网 | 水热法 | — | 2.81 | 1 | 2009 | [ |
α-Al2O3 | 种子二次生长 | 25 | 5 | 0.64 | 2010 | [ |
α-Al2O3 | SBS二次生长 | 25 | 1.48 | 0.73 | 2011 | [ |
α-Al2O3中空陶瓷纤维(HCFs) | 种子二次生长 | 13 | 0.055 | 0.54 | 2012 | [ |
多孔六钛酸钾圆盘 | 原位溶剂热生长 | 25~30 | 4.118 | 0.76 | 2012 | [ |
不锈钢网 | 原位生长 | — | 1.6 | 0.59 | 2012 | [ |
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子二次生长法 | 30 | 6.54 | 0.77 | 2013 | [ |
氢氧化铜纳米链(CHNs) | 种子二次生长法 | 5 | 3.76 | 0.79 | 2013 | [ |
α-Al2O3 | 二次生长法 | 12.5 | 0.033 | 1.42 | 2013 | [ |
α-Al2O3 | 反扩散法 | — | 0.204 (2 h) | 1 | 2013 | [ |
— | 0.0536 (4 h) | 7.49 | ||||
40 | 0.0245 (6 h) | 33.33 | ||||
聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维 | 压力辅助室温生长 | 6.5 | 4.79 | 0.79 | 2014 | [ |
PVDF中空纤维 | 原位生长 | 43 | 11.58 | 0.8 | 2015 | [ |
多孔泡沫镍 | 纳米微结构辅助定向可控制备法 | ≈20 | 4.54 | 0.86 | 2016 | [ |
≈50 | 3.07 | 0.712 | ||||
70 | 1.58 | 0.728 | ||||
100 | 1.04 | 0.675 | ||||
不锈钢网 | 原位生长 | — | 0.765 | 0.57 | 2017 | [ |
SiO2 | 原位生长 | — | 0.169 | 0.92 | 2018 | ]110] |
Al2O3 | 原位生长 | 72 | 3.87 | 0.66 | 2020 | [ |
纳米多孔聚合物(np-PET) | 液相外延(LPE)生长 | — | 0.285 | 13.2 | 2020 | [ |
基底 | 合成方法 | 膜厚度/μm | 渗透率/(10–7 mol•m–2•s–1•Pa–1) | 理想选择性 | 年份 | 参考文献 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
He/N2 | He/CO2 | He/CH4 | ||||||
多孔六钛酸钾圆盘 | 原位溶剂热生长 | 25~30 | 14 | 2.6 | 3.4 | 2.07 | 2012 | [ |
α-Al2O3 | 反扩散法 | — | 0.746 (2 h) | 3.67 | 3.66 | 2.99 | 2013 | [ |
— | 0.169 (4 h) | 23.64 | 3.16 | 20.33 | ||||
40 | 0.0767 (6 h) | 109.8 | 3.29 | 136.6 | ||||
聚酰亚胺 | 混合基质膜(MMMs) | 30 | 2.224×10–7 | 98.6 | — | 131.1 | 2020 | [ |
基底 | 合成方法 | 膜厚度/μm | 渗透率/(10–7 mol•m–2•s–1•Pa–1) | 理想选择性 | 年份 | 参考文献 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
He/N2 | He/CO2 | He/CH4 | ||||||
多孔六钛酸钾圆盘 | 原位溶剂热生长 | 25~30 | 14 | 2.6 | 3.4 | 2.07 | 2012 | [ |
α-Al2O3 | 反扩散法 | — | 0.746 (2 h) | 3.67 | 3.66 | 2.99 | 2013 | [ |
— | 0.169 (4 h) | 23.64 | 3.16 | 20.33 | ||||
40 | 0.0767 (6 h) | 109.8 | 3.29 | 136.6 | ||||
聚酰亚胺 | 混合基质膜(MMMs) | 30 | 2.224×10–7 | 98.6 | — | 131.1 | 2020 | [ |
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