- 論文題目: 以合成類沸石咪唑骨架(ZIF-8)薄膜進行氣體分離應用之研究

- Doi: 10.6840/cycu202100065

- 摘要: 

    目前，世界對於綠色能源的來源需求急速的增長。像是氫氣可利用廢氣進行再生、過濾 是分離的方式取得。 受海洋貝類黏著能力的啟發，我們發現在功能性聚多巴胺不鏽鋼網(SSNs)與ZIF-8合成的膜，在分離氫氣的能力上有顯著的成效。 於PDA層進行共價鍵的處理，其促進ZIF-8的成合作用以及後續應用的可能性。因此，在功能化後的PDA膜達到了較高的分離效率以及較高的滲透性。 本文比較了在SSNs上添加與未添加功能化PDA的性能差異。根據對單一氣體滲透性進行之實驗，研究結果顯示含有功能化PDA的ZIF-8膜對CO2/N2、H2/N2以及H2/CO2的分離能力分別為1.25、4.30以及3.44。而不使用PDA功能化的ZIF-8膜對CO2/N2、H2/N2以及H2/CO2的分離能力分別為1.25、4.06以及3.16。本研究亦進行了對ZIF-8溶液濃度的分離能力影響的實驗。在最佳的條件下，0.2 M的原料溶液具有最佳的分離效率，H2/CO2的分離效率為11.3。 此外，研究內容亦使用市售之ZIF-8顆粒以及自備合成的ZIF-8顆粒，比較在以相同製備方式下製備膜，並進行上述對氣體分離之研究。研究結果顯示市售ZIF-8顆粒與自製ZIF-8顆粒在性能表現上均顯示相似的效率。而自製的ZIF-8顆粒更具有經濟性以及簡便型。本研究亦使用TEM、SEM、SEM-EDS、XRD和FTIR分析膜的形態與結構。

關鍵詞: 氫氣分離、氣體分離膜、ZIF-8膜、功能化PDA不鏽鋼網