基于无形聚乙烯纳米膜的碳捕获膜,通过厚度限制和界面工程实现.
Gengyi Zhang1, Vinh Bui1, Yifan Yin2
1Department of Chemical and Biological Engineering, University at Buffalo, The State University at New York, Buffalo, New York 14260, United States.
ACS applied materials & interfaces
|July 13, 2023
概括
研究人员开发了先进的薄膜复合膜,用于捕获碳,使用无形聚乙烯氧化物和18皇冠-6混合物. 这些高性能膜实现了卓越的CO2/N2分离,超过了以前的基准.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 薄膜复合膜对于燃烧后的碳捕获至关重要.
- 制造具有高CO2/N2选择性的无缺陷,超薄的选择性纳米膜 (<100nm) 仍然是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 开发高性能膜,以有效捕获碳.
- 为了设计超薄,无缺陷的选择性层,使用半晶体混合物.
主要方法:
- 利用纳米工程策略与无形聚乙烯氧化物 (aPEO) 和18-皇冠-6 (C6) 混合物.
- 研究了对纳米薄膜结晶性的厚度限制效应.
- 使用的聚二甲基西洛沟层经过多多巴胺修改,以形成无缺陷的层.
主要成果:
- 由于厚度限制,实现了超薄,无形的aPEO/C6纳米膜.
- 在aPEO中含有40%C6的110nm薄膜显示CO2透率为900 Barrer.
- 由此产生的膜表现出2200GPU的CO2透率和27的CO2/N2选择性,超过了罗伯森的上限.
结论:
- 纳米级工程对于设计高性能膜至关重要.
- 开发的膜为实际的碳捕获应用提供了卓越的CO2/N2分离.
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