混合聚硫/聚乙胺膜接触器的介电分析用于CO2捕获
Borja Pascual-José1, Alireza Zare2, Marta Giamberini2
1Institute of Technology of Materials (ITM), Universitat Politècnica de València (UPV), Camí de Vera s/n, Valencia, 46022, Spain.
Macromolecular rapid communications
|November 29, 2023
概括
聚硫膜与改性高分支聚乙烯胺混合,显示出改变的微观结构和分子运动性. 添加剂2比添加剂1更有效地提高了二氧化碳吸收能力.
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.
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 聚硫膜对于二氧化碳捕获应用至关重要.
- 超分支聚乙烯胺 (HPEI) 被探索为增强膜性能的添加剂.
- 通过对HPEI进行化学修改,可以调整膜的特性,以改善二氧化碳的吸收.
研究的目的:
- 为了研究两个修改后的HPEI添加剂对聚硫膜的二氧化碳捕获特性的影响.
- 分析添加剂引起的结构,形态和介电变化.
- 为了将这些变化与二氧化碳吸收能力相关联.
主要方法:
- 混合聚硫与两个功能化HPEI (添加剂1:化,添加剂2:异酸).
- 富里埃转换红外光谱 (FTIR) 用于化学组分析.
- 场辐射扫描电子显微镜 (FESEM) 用于微观结构观测.
- 介电光谱学用于研究分子动力学和导电性.
主要成果:
- FTIR证实了功能化中的尿素和胺基的存在.
- 在混合膜中,FESEM揭示了明显的微观结构差异.
- 介电光谱显示了6个放松过程 (聚硫3个,HPEI3个),表明了分子运动的改变.
- 与添加剂1相比,添加剂2导致更高的二氧化碳吸收能力,这与形态学和分子放松有关.
- 观察到电导率增加,可能会影响膜性能,特别是添加剂1.
结论:
- 添加剂的功能组显著改变了聚硫矩阵内的HPEI的分子运动和放松.
- 添加剂2膜的增强的二氧化碳吸收能力归因于其特定的形态和分子动力学.
- 离子跳跃是主要的电荷传输机制,受多硫和添加式放松的影响.
