Heteroepitaxially Grown Zeolitic Imidazolate Framework Membranes with Unprecedented Propylene/Propane Separation Performances

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 38, 2015, Pages 12304-12311

  Kwon, Hyuk Taek ^a   Jeong, Hae Kwon ^a,b   Lee, Albert S ^b   An, He Seong ^b,c   Lee, Jong Suk ^b  

^a TEXAS A AND M UNIVERSITY   (United States)

^b Korea Institute of Science and Technology   (South Korea)

^c KOR University   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DISTILLATION; ENERGY EFFICIENCY; EPITAXIAL GROWTH; GRAIN BOUNDARIES; GRAIN GROWTH; PROPYLENE; SEPARATION;

COMMERCIAL MEMBRANES; CRYOGENIC DISTILLATIONS; EFFECTIVE APERTURE; ENERGY EFFICIENT; GRAIN BOUNDARY STRUCTURE; POLYCRYSTALLINE MEMBRANES; PROPYLENE/PROPANE SEPARATION; ZEOLITIC IMIDAZOLATE FRAMEWORKS;

MEMBRANES;

IMIDAZOLE DERIVATIVE; PROPANE; PROPYLENE; ZEOLITE; ALKENE;

ARTICLE; CHEMICAL REACTION; CHEMICAL STRUCTURE; ELECTRON MICROSCOPY; REACTION ANALYSIS; SYNTHESIS; X RAY DIFFRACTION; CHEMISTRY; ISOLATION AND PURIFICATION; PARTICLE SIZE; SURFACE PROPERTY;

ALKENES; IMIDAZOLES; PARTICLE SIZE; PROPANE; SURFACE PROPERTIES; ZEOLITES;

EID: 84942929308     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b06730     Document Type: Article

References (66)

1. Baker, R. W. Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41, 1393 10.1021/ie0108088
2. Burns, R. L.; Koros, W. J. J. Membr. Sci. 2003, 211, 299 10.1016/S0376-7388(02)00430-1
3. Chng, M. L.; Xiao, Y.; Chung, T.-S.; Toriida, M.; Tamai, S. Carbon 2009, 47, 1857 10.1016/j.carbon.2009.03.032
4. Hayashi, J.-i.; Mizuta, H.; Yamamoto, M.; Kusakabe, K.; Morooka, S.; Suh, S.-H. Ind. Eng. Chem. Res. 1996, 35, 4176 10.1021/ie960264n
5. Ma, X.; Lin, B. K.; Wei, X.; Kniep, J.; Lin, Y. S. Ind. Eng. Chem. Res. 2013, 52, 4297 10.1021/ie303188c
6. Okamoto, K.-i.; Kawamura, S.; Yoshino, M.; Kita, H.; Hirayama, Y.; Tanihara, N.; Kusuki, Y. Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38, 4424 10.1021/ie990209p
7. Nikolakis, V.; Xomeritakis, G.; Abibi, A.; Dickson, M.; Tsapatsis, M.; Vlachos, D. G. J. Membr. Sci. 2001, 184, 209 10.1016/S0376-7388(00)00623-2
8. Kwon, H. T.; Jeong, H.-K. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10763 10.1021/ja403849c
9. Takht Ravanchi, M.; Kaghazchi, T.; Kargari, A. Desalination 2009, 235, 199 10.1016/j.desal.2007.10.042
10. Qiu, S.; Xue, M.; Zhu, G. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 6116 10.1039/C4CS00159A
11. Shah, M.; McCarthy, M. C.; Sachdeva, S.; Lee, A. K.; Jeong, H.-K. Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 2179 10.1021/ie202038m
12. Shekhah, O.; Liu, J.; Fischer, R. A.; Woll, C. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1081 10.1039/c0cs00147c
13. Park, K. S.; Ni, Z.; Côté, A. P.; Choi, J. Y.; Huang, R.; Uribe-Romo, F. J.; Chae, H. K.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 10186 10.1073/pnas.0602439103
14. Yao, J.; Wang, H. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 4470 10.1039/c3cs60480b
15. Li, Y.; Liang, F.; Bux, H.; Yang, W.; Caro, J. J. Membr. Sci. 2010, 354, 48 10.1016/j.memsci.2010.02.074
16. Bux, H.; Liang, F.; Li, Y.; Cravillon, J.; Wiebcke, M.; Caro, J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16000 10.1021/ja907359t
17. Huang, A.; Bux, H.; Steinbach, F.; Caro, J. Angew. Chem. 2010, 122, 5078 10.1002/ange.201001919
18. Liu, Y.; Hu, E.; Khan, E. A.; Lai, Z. J. Membr. Sci. 2010, 353, 36 10.1016/j.memsci.2010.02.023
19. Dong, X.; Lin, Y. S. Chem. Commun. 2013, 49, 1196 10.1039/c2cc38512k
20. Dong, X.; Huang, K.; Liu, S.; Ren, R.; Jin, W.; Lin, Y. S. J. Mater. Chem. 2012, 22, 19222 10.1039/c2jm34102f
21. Huang, A.; Dou, W.; Caro, J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15562 10.1021/ja108774v
22. Huang, A.; Chen, Y.; Wang, N.; Hu, Z.; Jiang, J.; Caro, J. Chem. Commun. 2012, 48, 10981 10.1039/c2cc35691k
23. Aguado, S.; Nicolas, C.-H.; Moizan-Basle, V.; Nieto, C.; Amrouche, H.; Bats, N.; Audebrand, N.; Farrusseng, D. New J. Chem. 2011, 35, 41 10.1039/C0NJ00667J
24. Zhang, C.; Lively, R. P.; Zhang, K.; Johnson, J. R.; Karvan, O.; Koros, W. J. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 2130 10.1021/jz300855a
25. Kwon, H. T.; Jeong, H.-K. Chem. Eng. Sci. 2015, 124, 20 10.1016/j.ces.2014.06.021
26. Kwon, H. T.; Jeong, H.-K. Chem. Commun. 2013, 49, 3854 10.1039/c3cc41039k
27. Pan, Y.; Li, T.; Lestari, G.; Lai, Z. J. Membr. Sci. 2012, 390-391, 93 10.1016/j.memsci.2011.11.024
28. Liu, D.; Ma, X.; Xi, H.; Lin, Y. S. J. Membr. Sci. 2014, 451, 85 10.1016/j.memsci.2013.09.029
29. Hara, N.; Yoshimune, M.; Negishi, H.; Haraya, K.; Hara, S.; Yamaguchi, T. J. Membr. Sci. 2014, 450, 215 10.1016/j.memsci.2013.09.012
30. Brown, A. J.; Brunelli, N. A.; Eum, K.; Rashidi, F.; Johnson, J. R.; Koros, W. J.; Jones, C. W.; Nair, S. Science 2014, 345, 72 10.1126/science.1251181
31. Hara, N.; Yoshimune, M.; Negishi, H.; Haraya, K.; Hara, S.; Yamaguchi, T. Microporous Mesoporous Mater. 2015, 206, 75 10.1016/j.micromeso.2014.12.018
32. Hara, N.; Yoshimune, M.; Negishi, H.; Haraya, K.; Hara, S.; Yamaguchi, T. J. Chem. Eng. Jpn. 2014, 47, 770 10.1252/jcej.14we340
33. Shah, M.; Kwon, H. T.; Tran, V.; Sachdeva, S.; Jeong, H.-K. Microporous Mesoporous Mater. 2013, 165, 63 10.1016/j.micromeso.2012.07.046
34. Venna, S. R.; Carreon, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 76 10.1021/ja909263x
35. Wang, Z.; Cohen, S. M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1315 10.1039/b802258p
36. Burrows, A. D. CrystEngComm 2011, 13, 3623 10.1039/c0ce00568a
37. Cubillas, P.; Anderson, M. W.; Attfield, M. P. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 8236 10.1002/chem.201300778
38. Furukawa, S.; Hirai, K.; Nakagawa, K.; Takashima, Y.; Matsuda, R.; Tsuruoka, T.; Kondo, M.; Haruki, R.; Tanaka, D.; Sakamoto, H.; Shimomura, S.; Sakata, O.; Kitagawa, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1766 10.1002/anie.200804836
39. Furukawa, S.; Hirai, K.; Takashima, Y.; Nakagawa, K.; Kondo, M.; Tsuruoka, T.; Sakata, O.; Kitagawa, S. Chem. Commun. 2009, 5097 10.1039/b909993j
40. Koh, K.; Wong-Foy, A. G.; Matzger, A. J. Chem. Commun. 2009, 6162 10.1039/b904526k
41. Liu, B.; Tu, M.; Zacher, D.; Fischer, R. A. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 3790 10.1002/adfm.201202996
42. Shekhah, O.; Hirai, K.; Wang, H.; Uehara, H.; Kondo, M.; Diring, S.; Zacher, D.; Fischer, R. A.; Sakata, O.; Kitagawa, S.; Furukawa, S.; Woll, C. Dalton Trans. 2011, 40, 4954 10.1039/c0dt01818j
43. Shekhah, O.; Swaidan, R.; Belmabkhout, Y.; du Plessis, M.; Jacobs, T.; Barbour, L. J.; Pinnau, I.; Eddaoudi, M. Chem. Commun. 2014, 50, 2089 10.1039/c3cc47495j
44. Szilagyi, P. A.; Lutz, M.; Gascon, J.; Juan-Alcaniz, J.; van Esch, J.; Kapteijn, F.; Geerlings, H.; Dam, B.; van de Krol, R. CrystEngComm 2013, 15, 6003 10.1039/c3ce40653a
45. Tan, T. T. Y.; Cham, J. T. M.; Reithofer, M. R.; Andy Hor, T. S.; Chin, J. M. Chem. Commun. 2014, 50, 15175 10.1039/C4CC06952H
46. Tu, M.; Fischer, R. A. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 2018 10.1039/C3TA13812G
47. Yoo, Y.; Jeong, H.-K. Cryst. Growth Des. 2010, 10, 1283 10.1021/cg9013027
48. Jeong, H.-K.; Krohn, J.; Sujaoti, K.; Tsapatsis, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12966 10.1021/ja020947w
49. Wakihara, T.; Yamakita, S.; Iezumi, K.; Okubo, T. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12388 10.1021/ja0363765
50. Banerjee, R.; Phan, A.; Wang, B.; Knobler, C.; Furukawa, H.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2008, 319, 939 10.1126/science.1152516
51. Llabrés i Xamena, F. X.; Casanova, O.; Galiasso Tailleur, R.; Garcia, H.; Corma, A. J. Catal. 2008, 255, 220 10.1016/j.jcat.2008.02.011
52. Tian, Y.-Q.; Cai, C.-X.; Ren, X.-M.; Duan, C.-Y.; Xu, Y.; Gao, S.; You, X.-Z. Chem.-Eur. J. 2003, 9, 5673 10.1002/chem.200304957
53. Lu, Y.; Tonigold, M.; Bredenkötter, B.; Volkmer, D.; Hitzbleck, J.; Langstein, G. Z. Anorg. Allg. Chem. 2008, 634, 2411 10.1002/zaac.200800158
54. Beier, M. J.; Kleist, W.; Wharmby, M. T.; Kissner, R.; Kimmerle, B.; Wright, P. A.; Grunwaldt, J.-D.; Baiker, A. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 887 10.1002/chem.201101223
55. Tonigold, M.; Lu, Y.; Bredenkötter, B.; Rieger, B.; Bahnmüller, S.; Hitzbleck, J.; Langstein, G.; Volkmer, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 7546 10.1002/anie.200901241
56. Zakzeski, J.; Débczak, A.; Bruijnincx, P. C. A.; Weckhuysen, B. M. Appl. Catal., A 2011, 394, 79 10.1016/j.apcata.2010.12.026
57. Tang, J.; Salunkhe, R. R.; Liu, J.; Torad, N. L.; Imura, M.; Furukawa, S.; Yamauchi, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1572 10.1021/ja511539a
58. Li, K.; Olson, D. H.; Seidel, J.; Emge, T. J.; Gong, H.; Zeng, H.; Li, J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10368 10.1021/ja9039983
59. Kuttatheyil, A. V.; Lässig, D.; Lincke, J.; Kobalz, M.; Baias, M.; König, K.; Hofmann, J.; Krautscheid, H.; Pickard, C. J.; Haase, J.; Bertmer, M. Inorg. Chem. 2013, 52, 4431 10.1021/ic302643w
60. Zheng, B.; Pan, Y.; Lai, Z.; Huang, K.-W. Langmuir 2013, 29, 8865 10.1021/la401015m
61. Mueller, R.; Kanungo, R.; Kiyono-Shimobe, M.; Koros, W. J.; Vasenkov, S. Langmuir 2012, 28, 10296 10.1021/la301674k
62. Chmelik, C. Microporous Mesoporous Mater. 2015, 216, 138 10.1016/j.micromeso.2015.05.008
63. Tian, F.; Cerro, A. M.; Mosier, A. M.; Wayment-Steele, H. K.; Shine, R. S.; Park, A.; Webster, E. R.; Johnson, L. E.; Johal, M. S.; Benz, L. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 14449 10.1021/jp5041053
64. Chizallet, C.; Lazare, S.; Bazer-Bachi, D.; Bonnier, F.; Lecocq, V.; Soyer, E.; Quoineaud, A.-A.; Bats, N. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12365 10.1021/ja103365s
65. Chizallet, C.; Bats, N. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 349 10.1021/jz900192x
66. Colling, C. W.; Huff, G. A.; Bartels, J. V. U.S. Patent 2004/0004040 A1, 2004.