Magnetic separation of oxygen from air
从空气中磁力分离氧气
基本信息
- 批准号:19F19043
- 负责人:
- 金额:$ 1.47万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2019
- 资助国家:日本
- 起止时间:2019-04-25 至 2021-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Ti3C2Tx MXene sheets with high hydrophilicity are being considered for gas separation applications. Herein, we prepared MXene/graphene oxide (GO) composite membranes at different GO concentrations with smaller interlayer spacing and aligned platelets for a better separation performance. The membranes were fabricated by vacuum filtration of MXene/GO suspension at different GO compositions on AAO substrate. The membranes thickness was adjusted between 20 nm to 100 nm with an exact volume of the suspension.FTIR, XPS spectra revealed the interactions between MXene platelets and GO monolayer through Ti-O-C covalent bonds. Moreover, XPS and UV absorbance indicated the reduction of GO sheets by MXene. X-ray scattering exhibited that the d-spacing of MXene increases from 11.4 A to 13.5 A; at low GO contents, which explained the interlamellar insertion of GO into MXene has occurred. The stability and mechanical properties of the MXene/GO membranes improved compared to the pure MXene due to the Ti-O-C covalent bonding. N2 adsorption measurement showed a decrease in pore volume and gas uptake of MXene membranes by the addition of GO, which was attributed to the Ti-O-C covalent bonds and improvement in the alignment degree. The gas permeance of the composite membranes decreased down to half of its pure MXene value by adding GO because of the smaller pore volume. However, the H2/CO2 selectivity significantly improved from 115 for pure MXene to 536 for MX50GO50, indicating a better sieving ability in the composite membranes.
具有高亲水性的 Ti3C2TX MXene 片材正在考虑用于气体分离应用。在此,我们制备了不同GO浓度的MXene/氧化石墨烯(GO)复合膜,具有更小的层间距和对齐的片晶,以获得更好的分离性能。该膜是通过在 AAO 基底上对不同 GO 组成的 MXene/GO 悬浮液进行真空过滤来制备的。根据悬浮液的精确体积,将膜厚度调整在 20 nm 至 100 nm 之间。FTIR、XPS 光谱揭示了 MXene 片晶和 GO 单层之间通过 Ti-O-C 共价键的相互作用。此外,XPS 和紫外吸光度表明 MXene 减少了 GO 片层。 X射线散射显示MXene的d-间距从11.4 A增加到13.5 A; GO 含量较低,这解释了 GO 发生在 MXene 的层间插入。由于 Ti-O-C 共价键合,MXene/GO 膜的稳定性和机械性能比纯 MXene 有所改善。 N2吸附测量表明,添加GO后MXene膜的孔体积和气体吸收量减少,这归因于Ti-O-C共价键和取向度的提高。由于孔体积较小,添加 GO 后复合膜的气体渗透率下降至纯 MXene 值的一半。然而,H2/CO2 选择性显着提高,从纯 MXene 的 115 提高到 MX50GO50 的 536,表明复合膜具有更好的筛分能力。
项目成果
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专著数量(0)
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专利数量(0)
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