Interfacial Design of Mixed Matrix Membranes for Improved Gas Separation Performance

Advanced Materials

Volumn 28, Issue 17, 2016, Pages 3399-3405

  Wang, Zhenggong ^a,b   Wang, Dong ^a   Zhang, Shenxiang ^a,b   Hu, Liang ^a   Jin, Jian ^a  

^a SUZHOU INSTITUTE OF NANO TECH AND NANO BIONICS   (China)

^b UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

Author keywords

gas separation; interface design; mixed matrix membrane; Robeson upper bound

Indexed keywords

FILLED POLYMERS; GASES; IONIC CONDUCTION; METAL-ORGANIC FRAMEWORKS; ORGANOMETALLICS; PHASE INTERFACES; POLYIMIDES; SEPARATION;

COMPREHENSIVE PERFORMANCE; GAS SEPARATION PERFORMANCE; GAS SEPARATIONS; HYBRID MEMBRANE; INTERFACE DESIGNS; INTERFACIAL DESIGN; MIXED MATRIX MEMBRANES; UPPER BOUND;

GAS PERMEABLE MEMBRANES;

EID: 84959527129     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201504982     Document Type: Article

References (66)

1. a) P. Bernardo, E. Drioli, G. Golemme, Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 4638;
2. b) R. W. Baker, K. Lokhandwala, Ind. Eng. Chem. Res. 2008, 47, 2109.
3. a) W. J. Koros, R. Mahajan, J. Membr. Sci. 2000, 175, 181;
4. b) S. Basu, A. L. Khan, A. Cano-Odena, C. Liu, I. F. J. Vankelecom, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 750;
5. c) Y. Yampolskii, Macromolecules 2012, 45, 3298;
6. d) N. Y. Du, H. B. Park, M. M. Dal-Cin, M. D. Guiver, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7306;
7. e) D. F. Sanders, Z. P. Smith, R. l. Guo, L. M. Robeson, J. E. McGrath, D. R. Paul, B. D. Freeman, Polymer 2013, 54, 4729;
8. f) R. W. Baker, B. T. Low, Macromolecules 2014, 47, 6999.
9. a) L. M. Robeson, J. Membr. Sci. 1991, 62, 165;
10. b) L. M. Robeson, J. Membr. Sci. 2008, 320, 390.
11. a) N. W. Ockwig, T. M. Nenoff, Chem. Rev. 2007, 107, 4078;
12. b) J. Gascon, F. Kapteijn, B. Zornoza, V. Sebastián, C. Casado, J. Coronas, Chem. Mater. 2012, 24, 2829.
13. a) T. S. Chung, L. Y. Jiang, Y. Li, S. Kulprathipanja, Prog. Polym. Sci. 2007, 32, 483;
14. b) G. Dong, H. Li, V. Chen, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 4610;
15. c) D.R. Paula, L.M. Robeson, Polymer 2008, 49, 3187;
16. d) P. S. Goh, A. F. Ismail, S. M. Sanip, B. C. Ng, M. Aziz, Sep. Purif. Technol. 2011, 81, 243.
17. T. T. Moorea, W. J. Koros, J. Mol. Struct. 2005, 739, 87.
18. H. Vinh-Thang, S. Kaliaguine, Chem. Rev. 2013, 113, 4980.
19. a) R. Mahajan, W. J. Koros, Polym. Eng. Sci. 2002, 42, 1420;
20. b) R. Mahajan, W. J. Koros, Polym. Eng. Sci. 2002, 42, 1432.
21. a) J. L. C. Rowsell, O. M. Yaghi, Microporous Mesoporous Mater. 2004, 73, 3;
22. b) H. Furukawa, K. E. Cordova, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Science 2013, 341, 974.
23. a) J. Won, J. S. Seo, J. H. Kim, H. S. Kim, Y. S. Kang, S. J. Kim, Y. Kim, J. Jegal, Adv. Mater. 2005, 17, 80;
24. b) E. V. Perez, K. J. Balkus Jr., J. P. Ferraris, I. H. Musselman, J. Membr. Sci. 2009, 328, 165;
25. c) M. J. C. Ordoňez, K. J. Balkus Jr., J. P. Ferraris, I. H. Musselman, J. Membr. Sci. 2010, 361, 28;
26. d) Q. Song, S. K. Nataraj, M. V. Roussenova, J. C. Tan, D. J. Hughes, W. Li, P. Bourgoin, M. A. Alam, A. K. Cheetham, S. A. Al-Muhtaseb, E. Sivaniah, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8359;
27. e) T. H. Bae, J. S. Lee, W. Qiu, W. J. Koros, C. W. Jones, S. Nair, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 9863;
28. f) S. Basu, A. Cano-Odena, I. F. J. Vankelecom, J. Membr. Sci. 2010, 362, 478;
29. g) B. Zornoza, A. Martinez-Joaristi, P. Serra-Crespo, C. Tellez, J. Coronas, J. Gascon, F. Kapteijn, Chem. Commun. 2011, 47, 9522;
30. h) T. Rodenas, I. Luz, G. Prieto, B. Seoane, H. Miro, A. Corma, F. Kapteijn, F. X. L. Xamena, J. Gascon, Nat. Mater. 2015, 14, 48;
31. i) Y. J. Ban, Z. J. Li, Y. S. Li, Y. Peng, H. Jin, W. M. Jiao, A. Guo, P. Wang, Q. Y. Yang, C. L. Zhong, W. S. Yang, Angew. Chem. 2015, 127, 15703.
32. a) R. Adams, C. Carson, J. Ward, R. Tannenbaum, W. Koros, Microporous Mesoporous Mater. 2010, 131, 13;
33. b) B. Zornoza, C. Tellez, J. Coronas, J. Gascon, F. Kapteijn, Microporous Mesoporous Mater. 2013, 166, 67;
34. c) B. Seoane, J. Coronas, I. Gascon, M. E. Benavides, O. Karvan, J. Caro, F. Kapteijna, J. Gascon, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 2421.
35. a) O. G. Nik, X. Y. Chen, S. Kaliaguine, J. Membr. Sci. 2011, 379, 468;
36. b) O. G. Nik, X. Y. Chen, S. Kaliaguine, J. Membr. Sci. 2012, 413-414, 48;
37. c) S. Vaesen, V. Guillerm, Q. Y. Yang, A. D. Wiersum, B. Marszalek, B. Gil, A. Vimont, M. Daturi, T. Devic, P. L. Llewellyn, C. Serre, G. Maurin, G. De Weireld, Chem. Commun. 2013, 49, 10082;
38. d) T. Rodenas, M. Dalen, E. García-Pérez, P. Serra-Crespo, B. Zornoza, F. Kapteijn, J. Gascon, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 249;
39. e) S. R. Venna, M. Lartey, T. Li, A. Spore, S. Kumar, H. B. Nulwala, D. R. Luebke, N. L. Rosi, E. Albenze, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 5014;
40. f) X. Y. Guo, H. L. Huang, Y. J. Ban, Q. Y. Yang, Y. L. Xiao, Y. S. Li, W. S. Yang, C. L. Zhong, J. Membr. Sci. 2015, 478, 130;
41. g) Q. Xin, J. Ouyang, T. Liu, Z. Li, Z. Li, Y. Liu, S. Wang, H. Wu, Z. Jiang, X. Cao, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 1065;
42. h) S. J. D. Smith, B. P. Ladewig, A. J. Hill, C. H. Lau, M. R. Hill, Sci. Rep. DOI: 10.1038/srep07823;
43. i) S. Shahid, K. Nijmeijer, S. Nehache, I. Vankelecom, A. Deratani, D. Quemener, J. Membr. Sci. 2015, 492, 21.
44. a) Z. Q. Wang, S. M. Cohen, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1315;
45. b) S. M. Cohen, Chem. Rev. 2012, 112, 970.
46. a) M. Carta, R. Malpass-Evans, M. Croad, Y. Rogan, J. C. Jansen, P. Bernardo, F. Bazzarelli, N. B. McKeown, Science 2013, 339, 303;
47. b) M. Carta, M. Croad, R. Malpass-Evans, J. C. Jansen, P. Bernardo, G. Clarizia, K. Friess, M. Lanč, N. B. McKeown, Adv. Mater. 2014, 26, 3526;
48. c) M. Carta, R. Malpass-Evans, M. Croad, Y. Rogan, M. Lee, I. Rose, N. B. McKeown, Polym. Chem. 2014, 5, 5267;
49. d) Y. Zhuang, J. G. Seong, Y. S. Do, H. J. Jo, Z. Cui, J. Lee, Y. M. Lee, M. D. Guiver, Macromolecules 2014, 47, 3254;
50. e) J. G. Seong, Y. Zhuang, S. Kim, Y. S. Do, W. H. Lee, M. D. Guiver, Y. M. Lee, J. Membr. Sci. 2015, 480, 104;
51. f) Z. Wang, X. Liu, D. Wang, J. Jin, Polym. Chem. 2014, 5, 2793;
52. g) Z. Wang, D. Wang, F. Zhang, J. Jin, ACS Macro Lett. 2014, 3, 597;
53. h) Z. Wang, D. Wang, J. Jin, Macromolecules 2014, 47, 7477.
54. a) P. M. Budd, E. S. Elabas, B. S. Ghanem, S. Makhseed, N. B. McKeown, B. Msayib, C. E. Tattershall, D. Wang, Adv. Mater. 2004, 16, 456;
55. b) J. Weber, Q. Su, M. Antonietti, A. Thomas, Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1871;
56. c) B. S. Ghanem, N. B. McKeown, P. M. Budd, J. D. Selbie, D. Fritsch, Adv. Mater. 2008, 20, 2766;
57. d) B. S. Ghanem, N. B. McKeown, P. M. Budd, N. M. Al-Harbi, D. Fritsch, K. Heinrich, L. Starannikova, A. Tokare v, Y. Yampolskii, Macromolecules 2009, 42, 7881;
58. e) C. G. Bezzu, M. Carta, A. Tonkins, J. C. Jansen, P. Bernardo, F. Bazzarelli, N. B. McKeown, Adv. Mater. 2012, 24, 5930;
59. f) Y. Rogan, L. Starannikova, V. Ryzhikh, Y. Yampolskii, P. Bernardo, F. Bazzarelli, J. C. Jansen, N. B. McKeown, Polym. Chem. 2013, 4, 3813;
60. g) B. S. Ghanem, R. Swaidan, E. Litwiller, I. Pinnau, Adv. Mater. 2014, 26, 3688.
61. a) K. S. Park, Z. Ni, A. P. Côté, J. Y. Choi, R. Huang, F. J. Uribe-Romo, H. K. Chae, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 10186;
62. b) J. Cravillon, S. Münzer, S. J. Lohmeier, A. Feldhoff, K. Huber, M. Wiebcke, Chem. Mater. 2009, 21, 1410.
63. a) H. Lee, S. M. Dellatore, W. M. Miller, P. B. Messersmith, Science 2007, 318, 426;
64. b) Q. Ye, F. Zhou, W. M. Liu, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 4244;
65. c) Y. Liu, K. Ai, L. Lu, Chem. Rev. 2014, 114, 5057;
66. d) H. Yang, J. Luo, Y. Lv, P. Shen, Z. Xu, J. Membr. Sci. 2015, 483, 42.