Film tradizionali in PVC e membrane porose cristalline MOF/COF

Dimensioni di confronto

Pellicola in PVC(Inclusa tovaglia in PVC / pellicola di separazione in PVC industriale)

Pellicola cristallina MOF

Pellicola cristallina MOF

Struttura dei micro-pori

I film densi amorfi hanno un'ampia distribuzione delle dimensioni dei pori che non può essere controllata con precisione; il trasporto di massa avviene attraverso gli spazi tra le catene molecolari.

Struttura cristallina ordinata con dimensione dei pori 0,2–10 nm, pori atomicamente sintonizzabili e monodispersi

Struttura cristallina rigida completamente organica con regolarità ultra-microporosa, dimensione precisa dei pori e canali ordinati a strati

meccanismo di separazione

Solo dissoluzione-diffusione singola, basata sulle differenze di polarità per la setacciatura, con forte casualità

Triplo accoppiamento di setacciatura dimensionale, adsorbimento selettivo e diffusione confinata su scala nanometrica

Setacciatura dimensionale combinata con confinamento della struttura covalente per un adsorbimento-privo di metalli senza interferenze

Prestazioni di separazione

Esiste un compromesso-tra flusso e selettività; non possono essere migliorati simultaneamente. È difficile separare componenti di piccole molecole con proprietà simili.

Elevata produttività ed elevata selettività, superando il limite di Robeson; I vantaggi nella separazione di CO₂ e idrogeno sono importanti

Un fattore di separazione estremamente elevato, con eccezionale capacità di separazione precisa di isomeri e acqua/composti organici

Stabilità chimica

Non resistente ai solventi organici e soggetto a rigonfiamento; i plastificanti migrano e il materiale indurisce con l'alta temperatura e umidità; resistente agli acidi deboli e agli alcali

Alcuni sistemi sono soggetti all'idrolisi e al collasso se esposti all'acqua o alle alte temperature; sono resistenti alla maggior parte dei solventi organici

Eccezionalmente resistente agli acidi e agli alcali, a vari solventi organici e alle alte/basse temperature; lo scheletro non si gonfia né si decompone.

Progettabilità strutturale

È possibile solo una modifica grossolana della miscelazione, rendendo impossibile il controllo preciso dei canali/gruppi funzionali

I ligandi possono essere modificati, con gruppi amminici e idrossilici introdotti in siti specifici all'interno dei pori, rendendoli adatti alla progettazione inversa dell'IA.

Preparazione e costi

I processi di estrusione/colata in colata sono maturi, le materie prime sono poco costose, è possibile una produzione di massa continua su vaste-aree e i costi sono estremamente bassi.

Le condizioni di sintesi sono blande, ma è difficile preparare film sottili esenti da difetti su un'ampia-area-. Il costo della materia prima è moderato.

Il processo di sintesi è rigoroso, l'orientamento dei cristalli è difficile da controllare e il costo della produzione di membrane su larga-scala è elevato

Vita utile

Il funzionamento a lungo-termine porta alla lisciviazione del plastificante, con conseguente continuo degrado del flusso e facile invecchiamento

La durata è buona in condizioni di temperatura secca/ambiente; il telaio è soggetto a danni in condizioni umide e calde.

Funzionamento stabile continuo a lungo-termine senza quasi nessun degrado delle prestazioni, adatto a condizioni industriali rigorose

Scenari applicabili

Purificazione semplice del gas, esperimenti didattici, pervaporazione-a bassa richiesta, membrane di isolamento civili

Cattura del carbonio, purificazione del biogas, separazione dell'idrogeno e purificazione del gas a temperatura ambiente

Disidratazione di solventi organici, pervaporazione di acque reflue organiche e separazione di gas fini speciali

Controllo dei difetti

La membrana ha una moderata uniformità, senza fori di spillo evidenti, ma le sue prestazioni peggiorano con l'invecchiamento.

Gli spazi vuoti ai bordi del grano e i difetti stenopeici sono difficili da eliminare, il che ridurrà l'effetto di intercettazione.

La preparazione di film sottili perfetti e-privi di difetti è la parte più impegnativa. Anche un piccolo numero di difetti può ridurre significativamente la selettività.