聚合物-聚合物混合矩阵膜的热处理前后形态研究,用于气体分离
Pedro Pradanos1,2, Cenit Soto1,2, Francisco Javier Carmona1,2
1Surfaces and Porous Materials (SMAP), Associated Research Unit to CSIC, Faculty of Science, University of Valladolid, Paseo Belén 7, 47011 Valladolid, Spain.
Polymers
|May 25, 2024
概括
这项研究开发了混合矩阵膜 (MMM),使用多孔聚合物网络作为o-基聚胺矩阵中的填充物. 阿贡等离子蚀刻揭示了内部结构和增强的气体分离特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 在混合矩阵膜 (MMM) 中有效整合填料材料对于实现所需的气体分离性能至关重要.
- 多孔聚合物网络 (PPN) 由于其可调节的结构,因此具有充填剂的潜力.
- 基于聚胺的膜在气体分离应用中受到广泛的研究.
研究的目的:
- 研究由PPN填充剂和热重新排列的o-基聚胺矩阵组成的MMM的结构整合和形态特征.
- 探索不同技术对可视化MMM内部结构的影响.
- 了解结构修改如何影响MMM的气体选择性特性.
主要方法:
- 通过将PNP填充剂与o-基聚胺 (HPA) 混合制造MMM,然后进行热重组 (TR) 到聚糖 (β-TR-PBOs).
- 使用扫描探针显微镜 (SPM) 具有力调制,相对比和点击模式,用于详细的形态分析.
- 采用了子等离子蚀刻,抛光和部分溶解技术来访问和可视化内部MMM结构.
- 描述包括SEM,TGA,DSC,FTIR,WASX,气体吸附和透度测量.
主要成果:
- 阿贡等离子蚀刻有效地可视化了MMM内部结构,并证明了改变选择性特性的潜力.
- SPM分析揭示了膜矩阵内的填充物颗粒分布和聚合物-填充物相互作用.
- 组合的形态和性能数据允许推断最可能的结构配置.
结论:
- 该研究强调了填充剂-矩阵集成对MMM在气体分离中的性能的重要性.
- 阿贡等离子蚀刻是检测MMM内部形态及其对分离性质的影响的一个有价值的技术.
- 了解结构属性关系是设计高效气体分离的先进MMM的关键.
