麻豆精品无码国产在线播放 ,女人大荫蒂被添全过程,又爽又黄又无遮挡网站

盡管金屬有機框架MOF 材料具有巨大的潛力，并且該領域的研究成果十分豐富，但所制備膜的性能仍遠未達到理論預測。用于分離應用的多晶膜的開發面臨著與非選擇性缺陷的出現有關的持續挑戰。大缺陷和晶間缺陷（包括介孔、晶界缺陷和針孔）仍然是一個普遍存在的問題，并帶來了需要解決的重大挑戰。這些缺陷形成了多層次的孔隙系統，為膜分離建立了非選擇性途徑，最終導致選擇性和穩定性大幅降低。此外，隨著膜面積的增加，這些缺陷形成的可能性也會增強，從而阻礙了生產的可擴展性并阻礙了工業應用。盡管大量研究致力于開發新型膜材料，但消除非選擇性缺陷尚未得到足夠的重視。高質量多晶膜的合成和改性主要依賴于反復試驗的方法，缺乏對這些缺陷的精確控制。因此，現有的研究結果未能始終如一地協調膜性能與材料特性。即使評估這些缺陷的負面影響也是一項艱巨的任務，避免缺陷的形成也一直是一項極具挑戰性的任務。開發高性能、無缺陷且均勻的膜無疑可以在材料科學和工程的各個領域取得突破性進展。

近日，昆士蘭大學朱中華教授和南昆士蘭葛磊教授合作，提出了一種通過受限生長技術緩解 ZIF 膜缺陷形成的新方法。該方法包括形成一個排列良好、均勻且高密度的納米棒種子陣列，作為 ZIF 形成的金屬離子源，同時在 ZIF 頂層和聚合物基底之間提供受限的生長空間。通過在受限空間內控制晶體生長并降低反應速度，以及利用生長方向調節和柔性聚合物收縮引起的內力，實現了具有高質量夾層的雙層 ZIF 膜，表現出優異的 H_2?分離性能。

圖1（a）受限生長策略示意圖，包括制造 ZnO（氧化鋅）顆粒種子襯底（ZPSS）、在 ZPSS 上生長密集的納米棒陣列（稱為 ZnO 納米棒種子襯底（ZNSS））以及最終形成受限生長 ZIF 膜（CGZM）。CGZM 的形態演變在生長過程中分為四個主要階段：階段 1：由于快速的配體反應，ZIF 在納米棒表面初始成核；階段 2：前 6 小時內 ZIF 顆粒在納米棒表面快速生長，形成頂層。階段 3：配體緩慢擴散到緊湊納米棒陣列的底部，導致 ZIF 頂層和襯底之間的受限空間內逐漸形成晶體并生長；階段 4：在受限空間內進一步生長，最終產生具有降低缺陷密度的高質量中間層。(b) CGZM 的表面 SEM 圖像顯示 ZIF 頂層存在多個缺陷。(c) CGZM 的橫截面 SEM 圖像顯示中間層致密且缺陷減少。(d) CGZM 的 TEM 圖像。

圖 1a 描述了從 ZnO（氧化鋅）納米棒種子基底（稱為 ZNSS）制備受限生長 ZIF 膜（稱為 CGZM）的設計策略。刻意使用高致密且排列良好的 1D ZnO 納米棒陣列可確保在水熱過程中 ZnO 向雙 ZIF 層膜的異質轉變。ZnO 到 ZIF 的緩慢轉變以及 ZIF 晶體在頂層 ZIF 層和多孔基底之間的密閉空間中的受限生長協同產生內部驅動力，形成致密且缺陷減少的 ZIF 中間層（圖 1b、c）。通過高分辨率 TEM 觀察到中間層的詳細微觀結構形貌（圖 1d），顯示出高度致密而無晶間缺陷。

圖 2. (a) CGZM 的 FIB-SEM 3D 重建（樣本尺寸 8×7.5×10 μm）突出顯示了頂層和夾層中的不同缺陷密度。片段顏色：紅色：ZIF 晶體，綠色：頂層缺陷，紫色：夾層缺陷，黃色：基底孔。(b) 缺陷體積分數與 CGZM 深度的關系。(c) CGZM 的 H₂/N₂?分離性能與文獻和 Robeson Upper Bound 2008 中的其他 MOF 膜的比較 [6a, 6d, 7, 15]。(d) 使用 Knudsen 擴散模型計算頂層和中間層中大缺陷 (ND)、ZIF-8 孔隙 (NP) 和晶界缺陷 (NG) 中 H₂?通量的貢獻 (e) 受限生長 ZIF 膜 (CGZM) 和非受限生長膜 ZM-6hr（6 小時內，ZIF 中間層尚未形成）的氣體分離性能和缺陷密度比較。

分析表明，缺陷的體積分數從最頂層的 4% 降低到中間層的幾乎 0%。CGZM 中各種氣體 (CH₄、CO₂、H₂?和 N₂) 的分子傳輸表現出更優異的 H₂?分離性能，H₂/N₂、H₂/CO₂?和 H₂/CH₄?對氣體的選擇性分別為 55.8、52.3 和 46.3。膜性能相對于 Robeson 線的增強表明在高選擇性和保持高通量之間取得了良好的平衡。值得注意的是，與頂層相比，夾層中的缺陷百分比降低了 99%，夾層中 94% 的 H₂?滲透歸因于 ZIF 選擇性孔隙，而不是缺陷。

總的來說，本方法為制造具有分子篩分離機制的無缺陷 MOF 膜提供了一種有希望的解決方案。此外，我們的研究結果強調了晶體生長方向在合成過程中的關鍵影響，并啟發了在膜制造中使用密閉空間，代表了實現無缺陷 MOF 膜的新策略。

論文信息

Non-selective Defect Minimization towards Highly Efficient Metal-Organic Framework Membranes for Gas Separation

Fatereh Dorosti,?Dr. Lei Ge,?Prof. Hao Wang,?Prof. John Bell,?Rijia Lin,?Jingwei Hou,?Prof. Zhonghua Zhu

Angewandte Chemie International Edition

DOI:?10.1002/anie.202417513

97人妻一区二区精品免费,好男人社区www在线官网,办公室娇喘的短裙老师在线视频,亚州精品久久久久久久久