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Zeolitic Imidazolate Framework/Graphene Oxide Hybrid Nanosheets as Seeds for the Growth of Ultrathin Molecular Sieving Membranes

Abstract

A defect‐free zeolitic imidazolate framework‐8 (ZIF‐8)/graphene oxide (GO) membrane with a thickness of 100 nm was prepared using two‐dimensional (2D) ZIF‐8/GO hybrid nanosheets as seeds. Hybrid nanosheets with a suitable amount of ZIF‐8 nanocrystals were essential for producing a uniform seeding layer that facilitates fast crystal intergrowth during membrane formation. Moreover, the seeding layer acts as a barrier between two different synthesis solutions, and self‐limits crystal growth and effectively eliminates defects during the contra‐diffusion process. The resulting ultrathin membranes show excellent molecular sieving gas separation properties, such as with a high CO2/N2 selectivity of 7.0. This 2D nano‐hybrid seeding strategy can be readily extended to the fabrication of other defect‐free and ultrathin MOF or zeolite molecular sieving membranes for a wide range of separation applications.

Dünne Siebe: Eine 100 nm dünne Membran aus zeolitischem Imidazolat‐Gerüst 8 (ZIF‐8) und Graphenoxid (GO) wurde ausgehend von ZIF‐8/GO‐Hybridnanoblättern hergestellt. Das Nanohybrid erleichtert als Keim die einheitliche Kristallisation von ZIF‐8 auf einem porösen Substrat, während GO das Zusammenwachsen der Kristalle begünstigt. Das Ergebnis sind hochwertige Molekularsiebmembranen.

Autoren:   Yaoxin Hu, Jing Wei, Yan Liang, Huacheng Zhang, Xiwang Zhang, Wei Shen, Huanting Wang
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2015
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201509213
Erscheinungsdatum:   28.12.2015
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