一种富勒烯修饰的MOFs膜及其在氦气分离方面的应用制造技术

本发明专利技术涉及气体分离技术领域，具体涉及一种富勒烯修饰的MOFs膜及其在氦气分离方面的应用。本发明专利技术通过在MOFs膜的腔体内引入富勒烯分子，使腔体部分空间被填充，腔体空间尺寸缩小，解决现有MOFs膜因窗口尺寸不稳定导致的氦气与甲烷或氮气在膜的腔体内二次混合的问题，从而提高膜的整体筛分能力；同时利用富勒烯分子的球形结构，改变气体分子在膜的腔体内的传递路径，增加曲线型传递路径，使筛分路径得到延长，实现二次筛分，进一步提高膜的筛分能力。本发明专利技术所得膜的厚度均一、稳定性好、分离性能优异，可应用于天然气提氦。可应用于天然气提氦。

【技术实现步骤摘要】
一种富勒烯修饰的MOFs膜及其在氦气分离方面的应用


[0001]本专利技术属于气体分离
，具体涉及一种富勒烯修饰的MOFs膜及其在氦气分离方面的应用。

技术介绍

[0002]氦气具有无色、无味、反应惰性的特点，同时具有最低的熔点、沸点以及小的动力学直径，是国防、军工、医疗以及航空航天领域不可或缺的战略性资源。氦气存在于空气、天然气中，其中空气中氦气含量很低，仅有5ppm，尚不具备分离价值；天然气分布广泛，氦气浓度相对较高，最高可达8％，是目前工业上用于提纯氦气的主要原料。
[0003]相比深冷分离、吸附分离等传统的氦气分离方法，膜法分离具有能耗低和易于操作的优点，可实现氦气高效分离。
[0004]MOFs是金属有机骨架化合物(英文名称Metal Organic Frameworks)的简称。是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs膜具有特定的孔结构和空腔尺寸，可以对特定气体混合物进行有效分离。
[0005]作为MOFs膜的一类，ZI本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOFs膜，其特征在于，其腔体内的部分空间被富勒烯填充。2.根据权利要求1所述MOFs膜，其特征在于，所述MOFs膜中，所述富勒烯的引入用量为0.0001
‑
0.001mol富勒烯/mol金属离子。3.根据权利要求2所述MOFs膜，其特征在于，所述富勒烯选自C
60
或C
70
。4.根据权利要求3所述MOFs膜，其特征在于，所述MOFs膜为ZIFs膜；所述ZIFs膜优选为ZIF
‑
8膜、ZIF
‑
11膜、ZIF
‑
76膜。5.根据权利要求4所述MOFs膜，其特征在于，所述MOFs膜为ZIF
‑
11膜，所述ZIFs膜的窗口尺寸为0.3nm，所述ZIFs膜的腔体尺寸为1.46nm；所述富勒烯为C
70
，所述C
70
的引入量为0.00046molC
70
/molZn
2+
；或，所述ZIFs膜为ZIF
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王海辉，韩久利，武浩宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：