KAUST开发的一种电化学方法可以生产分子筛分膜，这种膜可以廉价高效地分离轻烃，如烯烃和石蜡。这种分离对石化工业至关重要，通常依赖于极其耗能的过程，如蒸馏n。
以膜为基础的策略已经成为热驱动分离方法的有前途的替代品。现有的聚合物基膜对碳氢化合物分离的选择性不够，而且在高压下也会发生塑化，这是一种改变其孔隙的结构变化。另一方面，被称为面心立方金属有机框架(MOFs)的高多孔晶体材料，呈现出具有精确可调三角形欧洲杯足球竞彩孔径的模块化孔隙。这意味着它们可以被改造来分离轻烃混合物。此外，所选的MOFs是不透水的塑化。
传统的MOF制造方法，如溶剂热合成，涉及适当长度和体积的有机连接剂与金属源反应，生成具有所需孔隙几何形状的扩展晶体固体。然而，这些方法需要相对较高的温度、高压和较长的反应时间，不容易扩大规模。
“我们的方法能够在室温和环境压力下在短时间内合成连续的MOF薄膜。”领导这项研究的Mohamed Eddaoudi说。
研究人员选择了预先组装好的稀土和锆六核团簇作为构建块，它们与能够按需去质子化的连接剂反应，形成微小的相互连接的晶体，带有暴露的三角形窗口。
电化学方法不使用碱基，而是使用外部电子去质子化连接剂，这使得它可以通过调整电流密度和连接剂浓度来适应和更容易控制。“首先加入质子化的连接剂，然后以受控的方式去质子化，以便立即消耗，提供所需的晶体材料，”欧洲杯足球竞彩博士生周胜(音)说。
所得纳米孔膜选择性分离丙烯/丙烷和丁烷/异丁烷混合物。它们在高压、高湿度和类似工业硬流的强腐蚀性条件下也表现良好。
该团队，高级研究科学家Osama Shekhah解释说，选择他们的MOF平台是为了证明其化学稳定性。“如果我们将MOF系列转化为连续膜，它将完全满足工业要求，并在实际的工业极端条件下达到预期的坚固性。”他补充道。“剩下的挑战是将这些薄膜扩大到必要的工业规模。”
该团队与KAUST催化科学家合作，进行了模拟，表明如果在混合膜蒸馏系统生产高纯度丙烯，锆基膜可以大幅节省能源和公用事业成本。
该团队目前正试图扩大制造过程，以生产更紧凑的膜组件，并评估它们在工业条件下的性能。
来源:https://www.kaust.edu.sa/en