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2025 article

Plasma‐Engineered Sub‐10 nm Surface Fluorination Enables Ultraselective Hollow Fiber Membranes

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract While polymeric hollow fiber membranes (HFMs) offer scalable solutions for gas separations, their performance is fundamentally limited by the permeance‐selectivity tradeoff and imprecise microporosity regulation. Herein, we propose a surface fluorination strategy using carbon tetrafluoride (CF 4 ) plasma to engineer a sub‐10 nm fluorinated and crosslinked layer on polydimethylsiloxane (PDMS)‐coated Matrimid ® HFMs. Through precise modulation of plasma parameters, we achieved controlled substitution of PDMS methyl groups/methyl hydrogen atoms with fluorine species (up to 27.7 mol% F content), 5.3‐fold enhanced chain rigidity via fluorine‐induced interchain interactions and steric hindrance, as well as narrowed pore size distribution with preferential ultra‐micropore filling. The optimized HFM‐50W‐65Pa‐500s membrane exhibits record‐breaking He/N 2 and He/CH 4 selectivities of 1202 ± 13 and 1790 ± 12 with 170 ± 2 GPU He permeance, surpassing perfluoropolymer upper bounds and outperforming previously reported polymeric HFMs. Remarkably, it demonstrates molecular discrimination precision (α(He/CO 2 ) = 56 ± 2.2, α(He/H 2 ) = 4.1 ± 0.2) for pure‐gas and attractive ternary He/(CO 2 +CH 4 ) selectivity of 1005 ± 20 under 40‐bar mixed‐gas conditions while maintaining 720‐h operational stability. This plasma‐engineered fluorination paradigm combines nanoscale precision with industrial scalability, opening new avenues for advanced membrane design.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Plasma‐Engineered Sub‐10 nm Surface Fluorination Enables Ultraselective Hollow Fiber Membranes
Date Crossref
23/07/2025
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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