MOFに基づくMMMは大きなガス分離に対する高分子の上限を打破する【JST・京大機械翻訳】

Daglar Hilal; Aydin Sena; Keskin Seda

文献

J-GLOBAL ID：202102216838066427 整理番号：21A3414645

MOFに基づくMMMは大きなガス分離に対する高分子の上限を打破する【JST・京大機械翻訳】

MOF-based MMMs breaking the upper bounds of polymers for a large variety of gas separations

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資料名：
巻： 281 ページ： Null 発行年： 2022年
JST資料番号： T0428B ISSN： 1383-5866 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

混合マトリックス膜(MMM)は,選択性とガス透過性の間のトレードオフを受ける従来の高分子膜に対する強い代替である。多数の金属-有機骨格(MOF)と重合体の存在を考慮すると,MOF/高分子MMMsの計算スクリーニングは,実験努力の前に種々のガス分離プロセスにおける上限を探索するために強く望まれる。本研究では,原子的に詳細なシミュレーションを用いて,5599の金属有機骨格(MOF)中のCO_2,CH_4,N_2,O_2,H_2,およびHeガスの透過率を計算し,次に,11の異なるガス分離He/H_2,He/N_2,He/CH_4,N_2/CH_4,H_2/N_2,H_2/CH_4O_2/N_2,CO_2/CH_4,H_2/CO_2,He/CO_2に対する>180,000の異なるMOF/高分子MMMsの性能を評価した。著者らの結果は,多くのMOF/高分子MMMsが,それらの高いガス透過性および/または選択性のために上限を超えることを明らかにした。ポリマーの分離性能に及ぼすMOFの影響を,種々のガス分離のための最良のMOF-ポリマーペアリングのためのガイドラインを提供するために調べた。データは,充填剤としてMOFを使用することが,それらの選択性を変えずに,41種類のポリマー中のCO_2,CH_4,N_2,O_2,H_2,およびHeガスの透過性を著しく改善することを示した。多くのMOFsは,N_2/CH_4に対するテフロンAF-2400,H_2/CH_4に対するPTMSP-co(95/5),O_2/N_2に対するPTMSDPAおよびCO_2/CH_4分離のためのPTMSPのような高分子の透過性および選択性の両方を改善することにより,MMM応用に対する大きな機会を提供する。例外的な選択性を有するMMMsをもたらす最良のMOF充填剤は,狭い細孔と低い多孔性を有することが分かった。これらの結果は,多くの工業的に重要なガス分離用途のための最良のMOF/高分子MMM材料への実験的努力の方向性に寄与するであろう。Copyright 2021 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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膜分離

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