Knowledge-based development of supported ZIF membranes for liquid mixture separation by pervaporation

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Es wurden die Grundlagen der Synthese von Nano- und Mikrokristallen einiger ZIFs (Zeolitic Imidazolate Frameworks) sowie deren Wachstum zu 2D-Membranschichten auf keramischen Trägern untersucht und verstanden, für ausgewählte gasförmige Permeationssysteme konnte die Membranselektivität auf der Grundlage von Gemischadsorptionswerten und Gemischdiffusionskoeffizienten durch IR-mikroskopische Untersuchungen und Molekulardynamische Computersimulationen unter Berücksichtigung der Gerüstflexibilität vorausgesagt werden. Dies resultierte in der Entwicklung mehrerer ZIF-Membranen mit Molekularsiebeigenschaften, die erfolgreich in Gasphasetrennungen ausgeprüft wurden. Nun wollen wir den Schritt von der Trennung gasförmiger zu flüssigen Gemischen gehen. Dies wurde in der Literatur bisher nicht beschrieben. Durch Kombination der Gemischgleichgewichtsdaten und Gemischdiffusionsdaten bei hoher Porenausfüllung und unter Beachtung der Gerüstflexibilität soll bei der Entwicklung von MOF-Membranen für die Trennung flüssiger Gemische der Schritt von trial and error zu wissens-basiert vollzogen werden. Dieses neue Ziel erfordert ein neues theoretisches und experimentelles Herangehen.