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離子液體新應(yīng)用?離子液體輔助制備COF膜

2025-01-10 13:52:22 sh默尼 16

目前,制備COF膜的方法有原位生長(zhǎng)、逐層堆疊(LBL)、澆鑄和界面聚合(IP)等。其中,IP因其制備時(shí)間短、條件溫和而成為制造大面積COF膜的常用方法。已有研究使用IP法在液-液界面制備用于水處理的COF膜。但傳統(tǒng)的IP存在局限,即大多數(shù)胺類(lèi)單體在水中溶解度有限。有研究者將醛和胺的單體溶解在相同的溶劑中,催化劑Sc(OTf)3溶解在水相中,這一方案解決了IP在制備COF膜中的應(yīng)用范圍。盡管液體分離技術(shù)快速發(fā)展,但關(guān)于氣體分離的報(bào)道較少。因?yàn)?/span>IP法制備的膜的孔通常無(wú)序,且由于反應(yīng)時(shí)間較短容易出現(xiàn)缺陷。因此,研究人員試圖通過(guò)交錯(cuò)堆疊策略和與其它材料(氧化石墨烯(GO)、MOF離子液體(IL))雜交來(lái)調(diào)節(jié)COF孔道。


基于此,來(lái)自湖南大學(xué)王少飛團(tuán)隊(duì)通過(guò)IP法制備了高性能的COF復(fù)合膜用于CO2分離。通過(guò)引入咪唑基離子液體對(duì)復(fù)合膜進(jìn)行改性,有效的減小了COF復(fù)合膜的孔徑,并增強(qiáng)了對(duì)CO2的親和力。該方法為COF膜在氣體分離方面的制備和應(yīng)用開(kāi)辟了新途徑。

首先,研究者制備離子液體@TpPa-TMC/PSF復(fù)合材料膜,并對(duì)其進(jìn)行FT-IR、XRD、XPS、SEM等相關(guān)表征。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1wt%的對(duì)苯二胺(Pa)水溶液和1, 3, 5-三羥基苯三醛(Tp)、三甲基苯磺酰氯(TMC)在聚砜(PSF)超濾膜表面聚合,生成COF-聚亞胺膜,接著將1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽([Bmim][BF4])限制在COF孔中,最終得到IL@TpPa-TMC/PSF復(fù)合材料膜。為研究復(fù)合材料的形貌,對(duì)其表面SEM、截面SEM以及三維AFM都進(jìn)行了研究。通過(guò)FT-IR、XRD、XPS等表征,證明了材料的成功制備。


原文鏈接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0376738824011517

原文作者:

Yanting Tang, Qingnan Wang, Xiaohe Tian, Chenlu Liu, Keming Zhang, Xiaoting Feng, Rui Zhang, Yueyangchao Yu, and Shaofei Wang

DOI: 10.1016/j.memsci.2024.123557



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