【高分子科学前沿微信公众平台】Adv.Mater:北理开发出MOF滤膜用于去除PM2.5

  

  原文标题:Adv.Mater:北理开发出MOF滤膜用于去除PM2.5

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  在过去的几十年中,由于人类活动造成的空气污染已成为一个世界性的问题。特别是在中国等发展中国家,颗粒物(Particulate matters,PMs)作为一种主要的污染源,已经造成严峻的环境问题。PM2.5 和 PM10 会对人体健康造成不可逆的损害,长期暴露于PM2.5 环境会导致呼吸和心脑血管疾病。在北京,PM 年平均值(PM2.5: 80.6 µg m−3 , PM10: 101.5 µg m−3,2015年)远高于世界卫生组织的限定值(PM2.5:10 µg m−3,PM10:20 µg m−3)。

  对于工业界,发电厂和炼油厂等产生的颗粒物除造成环境问题外,还会损害工业设备。例如,细颗粒物沉积在管道和连接件处,有可能造成设备腐蚀、阻塞甚至爆炸。中国国家强制标准 GB3095-2012 中,工业区的 PM 年均值限制为  ,在今后这一标准将更加严格。工业上常用袋式除尘器(baghouse)用于除尘;然而由于其采用聚酯类材料,无法耐受较高温度(通常要求不高于 140 °C)。因此有必要研发兼具坚韧、耐用、颗粒物净化效率高、耐高温等特点的过滤材料,直接用于管路系统、工业反应器、汽车和飞机的发动机排气管。

  欧亿体育中国有限公司官网王博教授课题组开发出一种对辊热压印方法,用于批量制备金属有机骨架配合物(MOF)基滤膜。这一方法具有通用性,适用于多种 MOF 材料(ZIF-8,ZIF-67,Ni-ZIF-8)和不同的基底(塑料网,玻璃纤维织物,金属网,无纺布,密胺海绵)。MOF 滤膜坚韧、工作温度范围宽(80~300°C),在室温和 200°C 下都具有优异的的颗粒物净化效率,有望用于工业除尘和发动机尾气净化。同时,室内试验表明,MOF 滤膜在保证良好的透光性和通透性的同时,能有效去除颗粒物,且使用寿命长、容易再生,因此有望用于室内空气净化。

  

  图1 对辊工艺制备MOF滤膜用于去除 PM 示意图

  

  图2  逐层(layer-by-layer)涂覆 MOF 示意图及相关表征

  

  图3 ZIF-8@密胺泡沫的柔性展示和去除 PM 性能测试

  

  图4 ZIF-8@塑料网材料表征和去除 PM 性能测试

  来源: 材声到

  参考文献:Roll-to-Roll Production of Metal-Organic Framework Coatings for Particulate Matter Removal, Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201606221.

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