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Flexible ZSM‐5 Zeolite Membrane for High‐Performance Helium Separation
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2024-11-20 , DOI: 10.1002/anie.202421285 Yongyan Deng, Fuxin Qiu, Jiaxing Wu, Jialu Li, Ziyi Li, Qinglin Huang, Guangshan Zhu, Xiaoqin Zou
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2024-11-20 , DOI: 10.1002/anie.202421285 Yongyan Deng, Fuxin Qiu, Jiaxing Wu, Jialu Li, Ziyi Li, Qinglin Huang, Guangshan Zhu, Xiaoqin Zou
Flexible zeolite membranes are promising for scalable and adaptable separation of critical gases such as helium; however, the synthesis of such membranes remains a significant challenge. In this study, we report the successful fabrication of crack‐free ZSM‐5 zeolite membranes on polytetrafluoroethylene (PTFE) supports using a seeded growth method. PTFE‐supported membranes exhibit unprecedented helium permeance of over 6.7×10‐7 mol m‐2 s‐1 Pa‐1 and high He/N2 and He/CH4 separation factors of 17 and 83 respectively, surpassing current state‐of‐the‐art membranes. These flexible membranes maintain excellent separation performance even after bending and stretching. Furthermore, large‐scale membranes demonstrate stable helium separation from multicomponent gas mixtures, showcasing their significant potential for practical helium extraction from natural gas.
中文翻译:
用于高性能氦气分离的柔性 ZSM-5 沸石膜
柔性沸石膜有望对氦气等关键气体进行可扩展和适应性强的分离;然而,这种膜的合成仍然是一个重大挑战。在这项研究中,我们报道了使用种子生长方法在聚四氟乙烯 (PTFE) 载体上成功制造无裂纹的 ZSM-5 沸石膜。PTFE 负载膜表现出前所未有的超过 6.7×10-7 mol m-2 s-1 Pa-1 的氦渗透率以及分别高达 17 和 83 的高 He/N2 和 He/CH4 分离因子,超过了当前最先进的膜。这些柔性膜即使在弯曲和拉伸后也能保持出色的分离性能。此外,大规模膜表现出从多组分气体混合物中稳定分离氦气的能力,展示了它们在从天然气中实际提取氦气的巨大潜力。
更新日期:2024-11-20
中文翻译:
用于高性能氦气分离的柔性 ZSM-5 沸石膜
柔性沸石膜有望对氦气等关键气体进行可扩展和适应性强的分离;然而,这种膜的合成仍然是一个重大挑战。在这项研究中,我们报道了使用种子生长方法在聚四氟乙烯 (PTFE) 载体上成功制造无裂纹的 ZSM-5 沸石膜。PTFE 负载膜表现出前所未有的超过 6.7×10-7 mol m-2 s-1 Pa-1 的氦渗透率以及分别高达 17 和 83 的高 He/N2 和 He/CH4 分离因子,超过了当前最先进的膜。这些柔性膜即使在弯曲和拉伸后也能保持出色的分离性能。此外,大规模膜表现出从多组分气体混合物中稳定分离氦气的能力,展示了它们在从天然气中实际提取氦气的巨大潜力。