离子液体新应用?离子液体辅助制备COF膜

2025-01-10 13:52:22 sh默尼 1

目前,制备COF膜的方法有原位生长、逐层堆叠(LBL)、浇铸和界面聚合(IP)等。其中,IP因其制备时间短、条件温和而成为制造大面积COF膜的常用方法。已有研究使用IP法在液-液界面制备用于水处理的COF膜。但传统的IP存在局限,即大多数胺类单体在水中溶解度有限。有研究者将醛和胺的单体溶解在相同的溶剂中,催化剂Sc(OTf)3溶解在水相中,这一方案解决了IP在制备COF膜中的应用范围。尽管液体分离技术快速发展,但关于气体分离的报道较少。因为IP法制备的膜的孔通常无序,且由于反应时间较短容易出现缺陷。因此,研究人员试图通过交错堆叠策略和与其它材料(氧化石墨烯(GO)MOF离子液体(IL))杂交来调节COF孔道。


基于此,来自湖南大学王少飞团队通过IP法制备了高性能的COF复合膜用于CO2分离。通过引入咪唑基离子液体对复合膜进行改性,有效的减小了COF复合膜的孔径,并增强了对CO2的亲和力。该方法为COF膜在气体分离方面的制备和应用开辟了新途径。

首先,研究者制备离子液体@TpPa-TMC/PSF复合材料膜,并对其进行FT-IRXRDXPSSEM等相关表征。质量分数为0.1wt%的对苯二胺(Pa)水溶液和1, 3, 5-三羟基苯三醛(Tp)、三甲基苯磺酰氯(TMC)在聚砜(PSF)超滤膜表面聚合,生成COF-聚亚胺膜,接着将1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐([Bmim][BF4])限制在COF孔中,最终得到IL@TpPa-TMC/PSF复合材料膜。为研究复合材料的形貌,对其表面SEM、截面SEM以及三维AFM都进行了研究。通过FT-IRXRDXPS等表征,证明了材料的成功制备。


原文链接:

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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