二甲苯異構體的分離在化學工業中至關重要，但由于其相似的結構和重疊的理化性質，仍然具有挑戰性。盡管使用沸石 MFI、氧化石墨烯和金屬有機骨架的膜分離已針對該應用進行了深入研究，但其性能仍受到眾所周知的濾液滲透率與膜厚度成反比的嚴重限制。
近日，南京航空航天大學Hu Qiu，Wanlin Guo設計一種 ZNT 陣列膜，它可以潛在地克服二甲苯異構體分離中濾液滲透性和膜強度之間的權衡。
文章要點
1）MD模擬表明，二甲苯和鄰二甲苯主要通過ZNT內壁上的納米孔入口進行篩分，導致對/鄰二甲苯選擇性在23?33范圍內。
2）根據 MD 模擬和理論計算估計，對二甲苯滲透性明顯高于傳統膜。此外，過濾效率隨膜厚度增加而提高。ZNT膜的另一個顯著特點是其出色的過濾性能在室溫下就能實現，遠低于以前的膜所需的溫度。
3）這些優點使 ZNT 膜成為二甲苯異構體分離非常有前途的候選材料。此外研究人員還預計，只要通過調整沸石的Si/Al比或定制的功能化來合理調整ZNT孔的選擇性，這樣的膜設計可能有利于其他分離應用。
參考文獻
Chun Shen, et al, Exceptionally Fast Separation of Xylene Isomers with Zeolitic Nanotube Array Membranes, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c01436
https://doi.org/10.1021/jacs.4c01436
