STTR Phase I: COF-based Membrane for Refrigeration

STTR 第一阶段:COF 制冷膜

基本信息

  • 批准号:
    2025329
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-01 至 2022-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact of this Small Business Technology Transfer (STTR) Phase I project would come from the successful development of a nano-porous membrane-based filtration technology enabling lower-energy, low-cost, and rapid molecular separations in gas and liquid phases. The proposed technology is to develop new materials for membranes used to separate liquid or gas samples into their components. Although the primary focus of the current project is a new type of refrigeration system, the core technology has a wide range of potential applications including desalination of agricultural and potable water sources, blood dialysis, industrial liquid-liquid separations, CO2 removal from air, and separation of oxygen from air. The intellectual merit of this STTR Phase I projct is to advance a 2-dimensional (2D) molecular sieve, based on a Covalent Organic Framework (COF), to enable a new type of refrigeration system using water and endothermic salts. The closed-cycle refrigeration system requires a nano-porous membrane to regenerate the used coolant into two streams (water and brine) so that a subsequent recombination will again provide a cooling effect. High flux and high rejection of hydrated NH4 cations at low pressures are critical to successful operation. The project will explore the condensation of diamines with dicarbonitriles in COF formation, study how hydrogen substitution in NH groups can optimize rejection of NH4(H2O)4 ions, and investigate how charge works as a rejection mechanism in 2D COFs. Benchmarks include at least 60% rejection of NH4(H2O)4 ions at a flux of 2 L/m2/hr and a cost-effective synthesis of the final COF. The specific goals of the project are to: 1) explore at least 11 variations using a pre-COF formation route, 2) create at least 4 pore variations using a post-COF formation route, and 3) produce and analyze permeate and retentate samples using COF/AAO membranes. The resulting nanoporous COF and its associated rational design process will not only enable the proposed refrigeration application, but will also serve as a guide for future membrane applications.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
小型企业技术转让(STTR)第一阶段项目的更广泛影响将来自于纳米多孔膜过滤技术的成功开发,该技术能够在气相和液体中实现更低能量、低成本和快速的分子分离。这项拟议的技术是开发用于将液体或气体样本分离成其组分的膜的新材料。尽管当前项目的主要重点是一种新型制冷系统,但核心技术具有广泛的潜在应用,包括农业和饮用水水源的淡化、血液透析、工业液液分离、从空气中去除二氧化碳以及从空气中分离氧气。这一STTRI期项目的智能优点是发展了一种基于共价有机骨架(COF)的二维(2D)分子筛,使一种使用水和吸热盐的新型制冷系统成为可能。闭路循环制冷系统需要一个纳米多孔膜,将用过的冷却剂再生成两股流(水和盐水),以便随后的复合将再次提供冷却效果。在低压下,高通量和对水合NH4阳离子的高截留率是成功运行的关键。该项目将探索二胺与二碳酸腈在COF形成中的缩合,研究NH基团中的氢取代如何优化NH4(H2O)4离子的排斥,并研究电荷如何在2D COF中作为排斥机制。基准包括在流量为2 L/m2/小时的情况下对NH4(H2O)4离子的至少60%的截留率,以及最终COF的成本效益合成。该项目的具体目标是:1)使用COF前的形成路线探索至少11种变化,2)使用COF形成后的路线创造至少4种孔隙变化,以及3)使用COF/AAO膜生产和分析渗透和保留样品。由此产生的纳米孔COF及其相关的合理设计过程不仅将使拟议的制冷应用成为可能,还将作为未来膜应用的指南。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Zachary Gray其他文献

Work‐related carpal tunnel syndrome: What's important?
与工作相关的腕管综合症:什么是重要的?
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Gary M. Franklin;Zachary Gray
  • 通讯作者:
    Zachary Gray
Robot-Assisted Resection of Tricuspid Valve Papillary Fibroelastoma
  • DOI:
    10.1016/j.atssr.2023.04.007
  • 发表时间:
    2023-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Nancy Wang;Zachary Gray;Joseph G. Rogers;Kenneth K. Liao
  • 通讯作者:
    Kenneth K. Liao

Zachary Gray的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Zachary Gray', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Development of a Nanofabrication Lab Manual Featuring a Suite of Low-Cost Experiments to Enable Hands-On Training at Community and Technical Colleges
合作研究:开发纳米制造实验室手册,其中包含一套低成本实验,可在社区和技术学院进行实践培训
  • 批准号:
    2301137
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Refrigeration Microvalve
SBIR 第一阶段:制冷微型阀
  • 批准号:
    0945983
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark Supercooled Phase Transition
  • 批准号:
    24ZR1429700
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
ATLAS实验探测器Phase 2升级
  • 批准号:
    11961141014
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    3350 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
地幔含水相Phase E的温度压力稳定区域与晶体结构研究
  • 批准号:
    41802035
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于数字增强干涉的Phase-OTDR高灵敏度定量测量技术研究
  • 批准号:
    61675216
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Phase-type分布的多状态系统可靠性模型研究
  • 批准号:
    71501183
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    17.4 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
纳米(I-Phase+α-Mg)准共晶的临界半固态形成条件及生长机制
  • 批准号:
    51201142
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
连续Phase-Type分布数据拟合方法及其应用研究
  • 批准号:
    11101428
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
D-Phase准晶体的电子行为各向异性的研究
  • 批准号:
    19374069
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    6.4 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

UK involvement in LSST: Phase C (Imperial component)
英国参与 LSST:C 阶段(帝国部分)
  • 批准号:
    ST/X001326/1
  • 财政年份:
    2025
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
Phase 2 - Effective and Integrated Chemical Free Robotic Milking
第 2 阶段 - 有效且集成的无化学品机器人挤奶
  • 批准号:
    10093094
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Net Zero Pathfinder - Phase 2 Manchester
净零探路者 - 第二阶段曼彻斯特
  • 批准号:
    10095254
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Demonstrator
Phase Averaged Deferred Correction for Multi-Timescale Systems
多时间尺度系统的相位平均延迟校正
  • 批准号:
    EP/Y032624/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
Model order reduction for fast phase-field fracture simulations
快速相场断裂模拟的模型降阶
  • 批准号:
    EP/Y002474/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
IUCRC Phase I University of Wisconsin-Milwaukee: Center for Concrete Advancement Network (CAN), Lead Site
IUCRC 第一阶段威斯康星大学密尔沃基分校:混凝土进步网络中心 (CAN),主要站点
  • 批准号:
    2310861
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
IUCRC Phase III University of Colorado Boulder: Center for Membrane Applications, Science and Technology (MAST)
IUCRC 第三阶段科罗拉多大学博尔德分校:膜应用、科学与技术中心 (MAST)
  • 批准号:
    2310937
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SBIR Phase II: Innovative Two-Phase Cooling with Micro Closed Loop Pulsating Heat Pipes for High Power Density Electronics
SBIR 第二阶段:用于高功率密度电子产品的创新两相冷却微闭环脉动热管
  • 批准号:
    2321862
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
SBIR Phase I: Industrial-Scale Technology for Drug Development in Mature Human Fat Cells
SBIR 第一阶段:成熟人类脂肪细胞药物开发的工业规模技术
  • 批准号:
    2322443
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase II: Fabrication and Structural Testing of a 3D Concrete Printed Anchor for Floating Offshore Wind
STTR 第二阶段:用于浮动海上风电的 3D 混凝土打印锚的制造和结构测试
  • 批准号:
    2333306
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了