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MOF滤膜怎么去除PM2.5研究实验

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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。

    北京理工大学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。

    图文速递:

    ▲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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