Traditionella PVC-filmer och MOF/COF kristallina porösa membran

Jämförelsemått

PVC film(Inklusive PVC-duk / industriell PVC-separationsfilm)

MOF kristallin film

MOF kristallin film

Mikro-porstruktur

Amorfa täta filmer har en bred porstorleksfördelning som inte kan kontrolleras exakt; masstransport sker genom mellanrummen mellan molekylkedjorna.

Ordnad kristallin struktur med porstorlek 0,2–10 nm, atomärt avstämbara och monodispersa porer

Helt organisk styv kristallin struktur med ultra-mikroporös regelbundenhet, exakt porstorlek och skiktade kanaler

separationsmekanism

Endast enkel upplösning-diffusion, beroende på polaritetsskillnader för siktning, med stark slumpmässighet

Trippelkoppling av storlekssiktning, selektiv adsorption och nanoskala begränsad diffusion

Storlekssiktning kombinerad med kovalent raminneslutning för metall-fri adsorption utan störningar

Separationsprestanda

Det finns en avvägning-mellan flöde och selektivitet; de kan inte förbättras samtidigt. Det är svårt att separera små molekylkomponenter med liknande egenskaper.

Hög genomströmning och hög selektivitet, bryter igenom Robeson-gränsen; CO2- och väteseparationsfördelarna är framträdande

En extremt hög separationsfaktor, med exceptionell förmåga för exakt separation av isomerer och vatten/organiska föreningar

Kemisk stabilitet

Inte resistent mot organiska lösningsmedel och benägen att svullna; mjukgörare migrerar och materialet hårdnar med hög temperatur och fuktighet; resistent mot svaga syror och alkalier

Vissa system är benägna att hydrolysera och kollapsa när de utsätts för vatten eller höga temperaturer; de är resistenta mot de flesta organiska lösningsmedel

Exceptionellt resistent mot syror och alkalier, olika organiska lösningsmedel och höga/låga temperaturer; skelettet inte sväller eller sönderfaller.

Strukturell designbarhet

Endast grov blandningsmodifiering är möjlig, vilket gör det omöjligt att exakt styra kanalerna/funktionella grupperna

Ligander kan modifieras, med amino- och hydroxylgrupper införda på specifika ställen i porerna, vilket gör dem lämpliga för AI omvänd design.

Förberedelse och kostnad

Extruderings-/flödesgjutningsprocesser är mogna, råvaror är billiga, kontinuerlig massproduktion med stor-yta är möjlig och kostnaderna är extremt låga.

Syntesförhållandena är milda, men det är svårt att förbereda stora-defekter-fria tunna filmer. Råvarukostnaden är måttlig.

Syntesprocessen är stringent, kristallorienteringen är svår att kontrollera och kostnaden för storskalig membranproduktion är hög-

Livslängd

Lång-drift leder till att mjukgörare läcker ut, vilket resulterar i kontinuerlig flödesnedbrytning och lätt åldringsfel

Livslängden är god under torra/omgivande temperaturförhållanden; ramen är benägen att skadas under fuktiga och varma förhållanden.

Kontinuerlig lång-stabil drift med nästan ingen prestandaförsämring, lämplig för stränga industriella förhållanden

Tillämpliga scenarier

Enkel gasrening, undervisningsexperiment, låg-efterfrågan pervaporation, civila isoleringsmembran

Kolavskiljning, biogasrening, väteseparation och gasrening vid omgivningstemperatur

Dehydrering av organiska lösningsmedel, pervaporering av organiskt avloppsvatten och separation av speciella fina gaser

Defektkontroll

Membranet har måttlig enhetlighet, inga tydliga nålhål, men dess prestanda försämras med åldrandet.

Korngränsgap och pinhole-defekter är svåra att eliminera, vilket kommer att minska avlyssningseffekten.

Förberedelsen av perfekta, defekta-fria tunna filmer är den mest utmanande. Även ett litet antal defekter kan avsevärt minska selektiviteten.