Towards high water permeability in triazine-framework-based microporous membranes for dehydration of ethanol

ChemSusChem

Volumn 8, Issue 1, 2015, Pages 138-147

  Tang, Yu Pan ^a,b   Wang, Huan ^b   Chung, Tai Shung ^a,b  

^a NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

^b NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

Author keywords

Covalent triazine framework; Dehydration; Mass transport; Microstructure; Pervaporation

Indexed keywords

CYCLIZATION; DEHYDRATION; ETHANOL; FREE VOLUME; MASS TRANSFER; MICROPOROSITY; MICROPOROUS MATERIALS; MICROSTRUCTURE; PERVAPORATION; POLYMERS; POSITRON ANNIHILATION SPECTROSCOPY; SYNTHESIS (CHEMICAL);

ANNEALING TEMPERATURES; COVALENT TRIAZINE FRAMEWORK; DEHYDRATION OF ETHANOL; ETHANOL AQUEOUS SOLUTIONS; FRACTIONAL FREE VOLUME; HIGH THERMAL STABILITY; POSITRON ANNIHILATION LIFETIME SPECTROSCOPY; SEPARATION PERFORMANCE;

MEMBRANES;

ALCOHOL; ARTIFICIAL MEMBRANE; TRIAZINE DERIVATIVE; WATER;

ARTIFICIAL MEMBRANE; CHEMISTRY; PERMEABILITY; POROSITY; TEMPERATURE;

ETHANOL; MEMBRANES, ARTIFICIAL; PERMEABILITY; POROSITY; TEMPERATURE; TRIAZINES; WATER;

EID: 84920847415     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201402816     Document Type: Article

References (74)

1. K. S. W. Sing, D. H. Everett, R. A. W. Haul, L. Moscou, R. A. Pierotti, J. Rouquerol, T. Siemieniewska, Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603-619.
2. a) D. Wu, F. Xu, B. Sun, R. Fu, H. He, K. Matyjaszewski, Chem. Rev. 2012, 112, 3959-4015;
3. b) Y. Xu, S. Jin, D. Jiang in Nanoporous materials: synthesis and application (Ed.: Q. Xu), CRC, New York, 2013;
4. c) R. Dawson, A. I. Cooper, D. J. Adams, Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 530-563;
5. d) Z. Chang, D. S. Zhang, Q. Chen, X. H. Bu, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 5430-5442.
6. a) C. Casado Coterillo, A. María Urtiaga Mendia, I. O. Uribe in Inorganic membranes: synthesis, characterization and applications, Vol. 13 (Eds.: R. Mallada, M. Menéndez), Elsevier, Amsterdam, 2008, pp. 217-253;
7. b) R. Kreiter, M. D. A. Rietkerk, H. L. Castricum, H. M. van Veen, J. E. ten Elshof, J. F. Vente, ChemSusChem 2009, 2, 158-160;
8. c) S. Kubo, R. Demir-Cakan, L. Zhao, R. J. White, M.-M. Titirici, ChemSusChem 2010, 3, 188-194.
9. a) P. M. Budd, B. S. Ghanem, S. Makhseed, N. B. McKeown, K. J. Msayib, C. E. Tattershall, Chem. Commun. 2004, 230-231;
10. b) N. B. McKeown, P. M. Budd, Macromolecules 2010, 43, 5163-5176;
11. c) P. M. Budd, A. Butler, J. Selbie, K. Mahmood, N. B. McKeown, B. Ghanem, K. Msayib, D. Book, A. Walton, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1802-1808;
12. d) N. B. McKeown, P. M. Budd, Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 675-683.
13. a) H. B. Park, C. H. Jung, Y. M. Lee, A. J. Hill, S. J. Pas, S. T. Mudie, E. Van Wagner, B. D. Freeman, D. J. Cookson, Science 2007, 318, 254-258;
14. b) H. B. Park, S. H. Han, C. H. Jung, Y. M. Lee, A. J. Hill, J. Membr. Sci. 2010, 359, 11-24;
15. c) H. Wang, S. Liu, T. S. Chung, H. Chen, Y.-C. Jean, K. P. Pramoda, Polymer 2011, 52, 5127-5138;
16. d) Y. K. Ong, H. Wang, T. S. Chung, Chem. Eng. Sci. 2012, 79, 41-53.
17. a) X. Feng, X. Ding, D. Jiang, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 6010-6022;
18. b) S. Y. Ding, W. Wang, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 548-568.
19. J. Germain, J. Hradil, J. M. J. Frechet, F. Svec, Chem. Mater. 2006, 18, 4430-4435.
20. X. Zhu, C. Tian, S. M. Mahurin, S. H. Chai, C. Wang, S. Brown, G. M. Veith, H. Luo, H. Liu, S. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10478-10484.
21. a) J. Schmidt, J. Weber, J. D. Epping, M. Antonietti, A. Thomas, Adv. Mater. 2009, 21, 702-705;
22. b) R. Palkovits, C. von Malotki, M. Baumgarten, K. Müllen, C. Baltes, M. Antonietti, P. Kuhn, J. Weber, A. Thomas, F. Schüth, ChemSusChem 2010, 3, 277-282.
23. J. Weber, ChemSusChem 2010, 3, 181-187.
24. a) P. Kuhn, M. Antonietti, A. Thomas, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3450-3453;
25. b) P. Kuhn, A. Thomas, M. Antonietti, Macromolecules 2009, 42, 319-326;
26. c) P. Katekomol, J. Roeser, M. Bojdys, J. Weber, A. Thomas, Chem. Mater. 2013, 25, 1542-1548;
27. d) J. Roeser, K. Kailasam, A. Thomas, ChemSusChem 2012, 5, 1793-1799.
28. W. Zhang, C. Li, Y.-P. Yuan, L.-G. Qiu, A.-J. Xie, Y.-H. Shen, J.-F. Zhu, J. Mater. Chem. 2010, 20, 6413-6415.
29. a) D. R. Anderson, J. M. Holovka, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 1966, 4, 1689-1702;
30. b) A. Ranganathan, B. C. Heisen, I. Dix, F. Meyer, Chem. Commun. 2007, 3637-3639;
31. c) T. Yasuda, T. Shimizu, F. Liu, G. Ungar, T. Kato, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13437-13444;
32. d) S. Ren, M. J. Bojdys, R. Dawson, A. Laybourn, Y. Z. Khimyak, D. J. Adams, A. I. Cooper, Adv. Mater. 2012, 24, 2357-2361;
33. e) X. Zhu, S. Chai, C. Tian, P. F. Fulvio, K. S. Han, E. W. Hagaman, G. M. Veith, S. M. Mahurin, S. Brown, H. Liu, S. Dai, Macromol. Rapid Commun. 2013, 34, 452-459;
34. f) A. Bhunia, I. Boldog, A. Mc¸ller, C. Janiak, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 14990-14999.
35. Y. Zhao, K. X. Yao, B. Teng, T. Zhang, Y. Han, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3684.
36. M. R. Liebl, J. Senker, Chem. Mater. 2013, 25, 970-980.
37. a) M. Calle, Y. M. Lee, Macromolecules 2011, 44, 1156-1165;
38. b) F. Y. Li, Y. Xiao, T. S. Chung, S. Kawi, Macromolecules 2012, 45, 1427-1437.
39. a) P. M. Hergenrother, Macromolecules 1974, 7, 575-582;
40. b) F. W. Mercer, M. T. McKenzie, A. Easteal, S. J. Moses, Polymer 1994, 35, 5355-6363;
41. c) M. J. Sumner, M. Sankarapandian, J. E. McGrath, J. S. Riffle, U. Sorathia, Polymer 2002, 43, 5069-5076;
42. d) M. J. Sumner, R. Y. Weyers, A. C. Rosario, J. S. Riffle, U. Sorathia, Polymer 2004, 45, 5199-5206.
43. Y. C. Jean, P. E. Mallon, D. M. Schrader, Principles and Applications of Positron & Positronium Chemistry, World Scientific, Singapore, 2003.
44. a) M. Eldrup, D. Lightbody, J. N. Sherwood, Chem. Phys. 1981, 63, 51-58;
45. b) V. P. Shantarovich, I. B. Kevdina, Y. P. Yampolskii, A. Y. Alentiev, Macromolecules 2000, 33, 7453-7466;
46. c) Y. C. Jean, J. D. Van Horn, W.-S. Hung, K.-R. Lee, Macromolecules 2013, 46, 7133-7145.
47. M. L. Williams, R. F. Landel, J. D. Ferry, J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 3701-3707.
48. Y. Tsujita, Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 1377-1401.
49. a) T. S. Chung, W. F. Guo, Y. Liu, J. Membr. Sci. 2006, 271, 221-231;
50. b) Y. P. Tang, N. Widjojo, T. S. Chung, M. Weber, C. Maletzko, AIChE J. 2013, 59, 2943-2956.
51. a) W. Qiu, C.-C. Chen, L. Xu, L. Cui, D. R. Paul, W. J. Koros, Macromolecules 2011, 44, 6046-6056;
52. b) K.-I. Okamoto, K. Tanaka, M. Muraoka, H. Kita, Y. Maruyama, J. Polym. Sci. Part B 1992, 30, 1215-1221.
53. a) S. Hosseini, Y. Li, T. S. Chung, Y. Liu, J. Membr. Sci. 2007, 302, 207-217;
54. b) H. Wang, T. S. Chung, J. Membr. Sci. 2011, 385, 86-95.
55. G. Consolati, I. Genco, M. Pegoraro, L. Zanderighi, J. Polym. Sci. Part B 1996, 34, 357-367.
56. Y. P. Yampolskii, A. P. Korikov, V. P. Shantarovich, K. Nagai, B. D. Freeman, T. Masuda, M. Teraguchi, G. Kwak, Macromolecules 2001, 34, 1788-1796.
57. S. H. Han, N. Misdan, S. Kim, C. M. Doherty, A. J. Hill, Y. M. Lee, Macromolecules 2010, 43, 7657-7667.
58. Y. Xiao, T. S. Chung, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 201-208.
59. a) W. Zhang, G. Li, Y. Fang, X. Wang, J. Membr. Sci. 2007, 295, 130-138;
60. b) M. L. Gimenes, L. Liu, X. Feng, J. Membr. Sci. 2007, 295, 71-79;
61. c) C. K. Yeom, K. H. Lee, J. Appl. Polym. Sci. 1998, 67, 209-219;
62. d) Y. P. Tang, N. Widjojo, G. M. Shi, T. S. Chung, M. Weber, C. Maletzko, J. Membr. Sci. 2012, 415, 686-695;
63. e) Y. Xu, C. Chen, J. Li, Chem. Eng. Sci. 2007, 62, 2466-2473.
64. S. N. Dhoot, B. D. Freeman, Rev. Sci. Instrum. 2003, 74, 5173-5178.
65. a) J. Crank, The mathematics of diffusion, 2nd ed., Oxford, London, 1975;
66. b) J. Potreck, K. Nijmeijer, T. Kosinski, M. Wessling, J. Membr. Sci. 2009, 338, 11-16.
67. a) G. M. Shi, H. Chen, Y. C. Jean, T. S. Chung, Polymer 2013, 54, 774-783;
68. b) P. D. Chapman, T. Oliveira, A. G. Livingston, K. Li, J. Membr. Sci. 2008, 318, 5-37.
69. a) M. H. Cohen, D. Turnbull, J. Chem. Phys. 1959, 31, 1164-1169;
70. b) G. M. Geise, C. M. Doherty, A. J. Hill, B. D. Freeman, D. R. Paul, J. Membr. Sci. 2014, 453, 425-434.
71. N. L. Le, Y. P. Tang, T. S. Chung, J. Membr. Sci. 2013, 447, 163-176.
72. W. F. Guo, T. S. Chung, T. Matsuura, R. Wang, Y. Liu, J. Appl. Polym. Sci. 2004, 91, 4082-4090.
73. R. W. Baker, J. G. Wijmans, Y. Huang, J. Membr. Sci. 2010, 348, 346-352.
74. G. M. Shi, T. Yang, T. S. Chung, J. Membr. Sci. 2012, 415-416, 577-586.