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SO2/NO2 Separation Driven by NO2 Dimerization on SSZ-13 Zeolite Membrane
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2022-04-06 , DOI: 10.1021/jacs.2c01635 Ziyi Li 1, 2 , Jun Li 1, 2 , Huazhen Rong 3 , Jiayu Zuo 1, 2 , Xiong Yang 1, 2 , Yi Xing 1, 2 , Yingshu Liu 1, 2 , Guangshan Zhu 3 , Xiaoqin Zou 3
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2022-04-06 , DOI: 10.1021/jacs.2c01635 Ziyi Li 1, 2 , Jun Li 1, 2 , Huazhen Rong 3 , Jiayu Zuo 1, 2 , Xiong Yang 1, 2 , Yi Xing 1, 2 , Yingshu Liu 1, 2 , Guangshan Zhu 3 , Xiaoqin Zou 3
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The molecular state is crucial for precise gas separation using a zeolite membrane, yet the state control remains a big challenge. Herein, we report a NO2 dimerization facilitated high performance SO2/NO2 separation on a SSZ-13 zeolite membrane. The NO2 dimerization is triggered by temperature and pressure to form N2O4 with big molecular size, and N2O4 diffusion into the zeolite pore is inhibited on the basis of size exclusion, leading to high separation selectivity. Consequently, SO2 rather than NO2 preferentially permeates through the SSZ-13 membrane with a high SO2 permeance of 2 × 10–7 mol m–2 s–1 Pa–1 and high SO2/NO2 separation factor of 22, ∼50-fold of that measured without dimerization. The dimerization effect for SO2/NO2 separation prevails in other small-pore zeolites such as NaA. This advanced function is revealed through membrane separation using single and mixture gases.
中文翻译：
SSZ-13 分子筛膜上 NO2 二聚驱动的 SO2/NO2 分离
分子状态对于使用沸石膜进行精确的气体分离至关重要，但状态控制仍然是一个巨大的挑战。在此，我们报告了在 SSZ-13 沸石膜上通过 NO 2二聚促进了高性能 SO 2 /NO 2分离。NO 2二聚在温度和压力作用下形成大分子N 2 O 4 ，在尺寸排阻的基础上抑制N 2 O 4向沸石孔中扩散，分离选择性高。因此，SO 2而不是 NO 2优先通过具有高 SO 2的 SSZ-13 膜2 × 10 –7 mol m –2 s –1 Pa –1的渗透性和 22 的高 SO 2 /NO 2分离因子，是没有二聚化时测得的约 50 倍。SO 2 /NO 2分离的二聚效应在其他小孔沸石如NaA中占主导地位。这种先进的功能是通过使用单一气体和混合气体的膜分离来揭示的。
更新日期：2022-04-06
中文翻译：
SSZ-13 分子筛膜上 NO2 二聚驱动的 SO2/NO2 分离
分子状态对于使用沸石膜进行精确的气体分离至关重要，但状态控制仍然是一个巨大的挑战。在此，我们报告了在 SSZ-13 沸石膜上通过 NO 2二聚促进了高性能 SO 2 /NO 2分离。NO 2二聚在温度和压力作用下形成大分子N 2 O 4 ，在尺寸排阻的基础上抑制N 2 O 4向沸石孔中扩散，分离选择性高。因此，SO 2而不是 NO 2优先通过具有高 SO 2的 SSZ-13 膜2 × 10 –7 mol m –2 s –1 Pa –1的渗透性和 22 的高 SO 2 /NO 2分离因子，是没有二聚化时测得的约 50 倍。SO 2 /NO 2分离的二聚效应在其他小孔沸石如NaA中占主导地位。这种先进的功能是通过使用单一气体和混合气体的膜分离来揭示的。
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